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一. 信号的基本概念

信号是 Linux 进程之间的一种通信机制，本质是软中断。read/write等系统调用都可能被信号中断。

• 每个信号用SIGxxx整型宏表示，定义在<signal.h>；kill -l看列表，man 7 signal看说明。
• 使用信号的目的：① 让进程知道发生了某事件；② 执行自己代码中的信号处理程序。

信号的 3 个来源：用户按键（Ctrl+C、Ctrl+\）／进程执行出错（除 0、非法访问）／其他进程用kill、sigqueue发送。

信号的 3 种状态：

若处理方式是"忽略"，信号永远不会递送/未决，直接丢弃。

二. 信号的分类

• Linux 共 64 种信号：前 32 种非实时（不支持排队 = 不可靠），后 32 种实时（支持排队 = 可靠）。
• 按来源还分：同步信号（进程自身操作产生，如被零除）／异步信号（进程外事件，如击键）。

常用信号（man 7 signal完整列表）

三. 信号的处理

3.1 三种处理方式

3.2signal（老机制，有缺陷）

#include<signal.h>result=signal(intsignum,void(*action)(int));

• action：SIG_DFL（默认）／SIG_IGN（忽略）／函数名。
• 成功返回之前的处理函数指针，失败返回 -1。

voidsigHandler(intsignum){printf("The sign no is:%d\n",signum);signal(SIGINT,sigHandler);// ⚠ 必须重新注册，否则恢复默认}intmain(){signal(SIGINT,sigHandler);signal(SIGQUIT,SIG_IGN);// 忽略 ^\ while (1) sleep(1);}

⚠signal的三个问题：① 处理函数执行中又来同类信号（多余丢失）；② 又来异类信号（中断当前处理）；③ 阻塞系统调用（如read）被信号打断后如何继续。→用sigaction替代。

3.3sigaction（推荐）

intsigaction(intsignum,conststructsigaction*act,structsigaction*oldact);structsigaction{void(*sa_handler)(int);// 老式处理函数void(*sa_sigaction)(int,siginfo_t*,void*);// 带附加信息（可获知信号产生原因）sigset_tsa_mask;// 处理期间额外阻塞的信号集intsa_flags;// 行为选项};

信号集操作函数

intsigemptyset(sigset_t*set);// 清空intsigfillset(sigset_t*set);// 填满所有信号intsigaddset(sigset_t*set,intsignum);// 添加intsigdelset(sigset_t*set,intsignum);// 移除intsigismember(constsigset_t*set,intsignum);// 是否包含

sigprocmask：全程阻塞（与sa_mask的区别是它对所有场合生效）

intsigprocmask(inthow,constsigset_t*newset,sigset_t*oldset);

示例：可靠信号排队、不可靠信号丢失

sem_t信号集设SIGINT(不可靠)+SIGRTMIN(可靠)→sigprocmask(SIG_BLOCK)屏蔽 → sigaction 注册（SA_SIGINFO）→sleep(60)期间用 kill-SIGRTMIN<pid>发多次 →sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask)解除阻塞 结果：6个实时信号全部被处理，普通 SIGINT 只处理1次

四. 信号发送函数

前提：发送进程的用户 ID 与接收进程相同，或发送者是超级用户。

unionsigval{intsival_int;void*sival_ptr;};

sigqueue的value只有在注册时sa_flags含SA_SIGINFO才会传给处理函数。

五. 可重入函数

• 可重入：函数可被多个任务并发调用而不产生数据错误。信号处理函数中必须只用可重入函数。
• 可重入函数中：不用静态变量、不用malloc/free、不用标准 I/O 库，用全局变量要小心。
• 常见可重入函数：readwriteopencloseforkexitkillraisesignalsigactionwaitwaitpidsleeplseekstatduppipesocketsendrecv等（完整列表见man 7 signal的 Async-signal-safe functions）。

六. 父子进程的信号处理

• 子进程继承父进程的信号处理方式，直到调用exec。
• 子进程exec后，父进程中设为"捕捉"的信号恢复为默认处理，其余不变。

act.sa_sigaction=intsig_handler;act.sa_flags=SA_SIGINFO;sigaction(SIGINT,&act,NULL);printf("The parent pid = %d\n",getpid());pid=fork();// if (pid == 0) execvp("ls", arg); // 打开后子进程 SIGINT 变回默认（终止）while(1);

七. 信号处理的应用

7.1 被中断的系统调用

• 慢速设备（终端、文件、网络、磁盘）的系统调用会被信号中断；用sigaction且设SA_RESTART时自动重启，否则返回 -1 +EINTR。

7.2 用SIGCHLD防止僵尸进程

子进程退出会向父进程发SIGCHLD（默认被忽略），在处理函数里wait/waitpid即可回收。

voidsigchld_handler(intsig){intstatus;waitpid(-1,&status,WNOHANG);if(WIFEXITED(status))printf("child process exit normally\n");elseif(WIFSTOPPED(status))printf("child process is stopped\n");}intmain(){pid_tpid;signal(SIGCHLD,sigchld_handler);pid=fork();if(pid==0)abort();// 子进程异常退出elseif(pid>0){sleep(2);printf("parent process\n");}elseexit(0);}

八. 系统定时信号

8.1 睡眠函数

unsignedintsleep(unsignedintseconds);// 秒voidusleep(unsignedlongusec);// 微秒unsignedintalarm(unsignedintseconds);// seconds 秒后产生 SIGALRMintpause(void);// 挂起，直到收到一个信号才返回

用alarm+pause实现sleep

voidalarm_handler(inta){printf("sleep is over");}intmysleep(intseconds){signal(SIGALRM,alarm_handler);alarm(seconds);pause();}

⚠sleep内部就是用alarm实现的，不要和alarm混用。

8.2 三个计时器

例：用户态 10s + 内核态 8s + 睡眠 7s → 真实 25s、虚拟 10s、实用 18s。

intgetitimer(intwhich,structitimerval*value);intsetitimer(intwhich,conststructitimerval*value,structitimerval*ovalue);structitimerval{structtimevalit_interval;// 重复间隔structtimevalit_value;// 初始倒计时};structtimeval{longtv_sec;longtv_usec;};// 秒 / 微秒

signal(SIGALRM,alarmsign_handler);structitimervaltval;timeChange(1,&tval.it_value);// 初始 1 毫秒timeChange(1000,&tval.it_interval);// 每 1000 毫秒触发一次setitimer(ITIMER_REAL,&tval,NULL);while(getchar()!='#');// 输入 # 退出