Linux信号集操作函数详解从入门到实践，掌握信号集核心操作

在Linux系统编程中，信号是一种重要的进程间通信和事件处理机制。而Linux信号集操作函数则是管理信号的核心工具，它们允许我们创建、修改和检查信号集，进而控制进程的信号屏蔽字。本文将从零开始，详细讲解这些函数的用法，即使是刚接触Linux编程的小白也能轻松跟上。

什么是信号集？

信号集（signal set）是一种数据结构，用于表示一组信号。在Linux中，它通常由sigset_t类型定义。我们可以把信号集想象成一个位图，每个信号对应一个位，1表示该信号在集中，0表示不在。通过信号集函数用法，我们可以方便地操作这个位图，而不必关心底层细节。

核心信号集操作函数详解

下面介绍五个最基本的信号集操作函数，它们都定义在中。

1. sigemptyset——清空信号集

    int sigemptyset(sigset_t *set);  

sigemptyset用于将指定的信号集初始化为空集，即所有信号对应的位清零。成功返回0，失败返回-1并设置errno。

2. sigfillset——填充所有信号

    int sigfillset(sigset_t *set);  

sigfillset将信号集填满，包含所有已定义的信号（不包括实时信号中未定义的）。通常用于一开始就想屏蔽所有信号的场景。

3. sigaddset——添加单个信号

    int sigaddset(sigset_t *set, int signum);  

向信号集中添加一个指定的信号，例如sigaddset(&set, SIGINT)将SIGINT加入集。

4. sigdelset——删除单个信号

    int sigdelset(sigset_t *set, int signum);  

从信号集中移除一个信号，与sigaddset相反。

5. sigismember——测试信号是否在集中

    int sigismember(const sigset_t *set, int signum);  

检查某个信号是否属于信号集。若在集内返回1，不在返回0，出错返回-1。

信号屏蔽字操作：sigprocmask

有了信号集，我们就可以用它来设置进程的信号屏蔽字。信号屏蔽字定义了当前阻塞哪些信号，即这些信号被递送到进程时将被挂起，直到解除屏蔽。sigprocmask函数就是用来查看或更改进程的信号屏蔽字的，是sigprocmask实例中的核心。

    int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);  

• how：操作方式，取值：
  • SIG_BLOCK：将set中的信号添加到当前屏蔽字中（取并集）。
  • SIG_UNBLOCK：从当前屏蔽字中移除set中的信号。
  • SIG_SETMASK：直接将当前屏蔽字设置为set。
• set：传入的信号集，若为NULL则忽略how，只用于获取当前屏蔽字。
• oldset：如果不为NULL，返回旧的屏蔽字。

下面是一个简单的信号屏蔽字设置示例：

    #include #include #include int main() {    sigset_t newmask, oldmask;    sigemptyset(&newmask);    sigaddset(&newmask, SIGINT);  // 阻塞SIGINT (Ctrl+C)    // 设置新的屏蔽字，并保存旧的    if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) == -1) {        perror("sigprocmask");        return 1;    }    printf("SIGINT 已被阻塞，请尝试按Ctrl+C，进程不会终止。");    sleep(5);    // 恢复旧的屏蔽字    if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) == -1) {        perror("sigprocmask restore");        return 1;    }    printf("SIGINT 已解除阻塞，再按Ctrl+C将终止进程。");    while(1);  // 等待信号    return 0;}  

检查挂起信号：sigpending

当信号被阻塞时，如果多次发生，内核会记录这些信号（但普通信号只记录一次）。sigpending函数可以获取当前进程的挂起信号集。

    int sigpending(sigset_t *set);  

成功时，set中会包含当前阻塞且正在等待递送的信号。结合前面的例子，我们可以在阻塞期间调用sigpending来查看是否有SIGINT被挂起。

总结

本文详细介绍了Linux信号集操作函数，包括sigemptyset、sigfillset、sigaddset、sigdelset、sigismember，以及如何通过sigprocmask进行信号屏蔽字设置，并用sigpending检查挂起信号。通过sigprocmask实例的演示，相信大家已经掌握了这些信号集函数用法。在实际开发中，合理使用信号集可以避免竞态条件，实现精细的异步事件控制。

希望这篇教程对你有所帮助！如果有任何疑问，欢迎在评论区交流。