Linux信号处理深入解析（信号处理进阶指南）

Linux信号处理深入解析（信号处理进阶指南）

在上一篇文章中，我们介绍了Linux信号的基本概念和常用函数。本文作为信号（下），将深入探讨信号集操作、信号阻塞、高级信号处理函数sigaction以及可重入函数等主题，帮助读者全面掌握Linux信号处理的核心技术。

1. 信号集操作

信号集（signal set）用于表示多个信号的集合，类型为sigset_t。Linux提供了一组函数来操作信号集，这些是进行信号集操作的基础。

• sigemptyset(sigset_t *set)：清空信号集
• sigfillset(sigset_t *set)：将所有信号加入集合
• sigaddset(sigset_t *set, int signo)：添加指定信号
• sigdelset(sigset_t *set, int signo)：删除指定信号
• sigismember(const sigset_t *set, int signo)：测试信号是否存在

使用这些函数前，必须用sigemptyset或sigfillset初始化信号集。

2. 信号阻塞与未决

每个进程都有一个信号掩码（blocked signal set），用于指定当前阻塞哪些信号。当一个信号被阻塞时，它不会递送给进程，而是保持在未决状态（pending）。进程可以使用sigprocmask来修改信号掩码，使用sigpending获取当前未决信号集。

sigset_t newmask, oldmask, pendmask;sigemptyset(&newmask);sigaddset(&newmask, SIGINT);sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask); // 阻塞SIGINT// 临界区代码sigpending(&pendmask); // 获取未决信号集if (sigismember(&pendmask, SIGINT))    printf("SIGINT is pending");sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL); // 恢复原掩码

3. 高级信号处理：sigaction函数

signal函数在不同Unix实现中行为差异较大，推荐使用POSIX的sigaction函数，它提供了更强大和可移植的信号处理机制。sigaction可以指定信号处理函数、设置信号掩码、以及控制信号行为。这是学习sigaction函数的关键。

struct sigaction newact, oldact;newact.sa_handler = handler;  // 处理函数sigemptyset(&newact.sa_mask); // 执行处理函数期间阻塞的信号集newact.sa_flags = 0;          // 标志位sigaction(SIGINT, &newact, &oldact);

sa_flags可包含SA_RESTART（使被信号中断的系统调用自动重启）、SA_SIGINFO（使用带附加信息的处理函数）等。

4. 可重入函数与异步信号安全

在信号处理函数中，只能调用异步信号安全的函数（async-signal-safe functions）。例如printf不是安全的，因为它使用了全局缓冲区，可能被中断导致数据混乱。这就是可重入函数的概念——函数在被多次调用时仍然能正确工作。常见的安全函数有write、_exit、sigaction等。编写信号处理函数时应避免调用不安全函数，或者只设置标志变量（需声明为volatile sig_atomic_t）。

5. 实时信号简介

Linux支持实时信号（范围SIGRTMIN到SIGRTMAX），它们具有排队能力、支持携带数据（通过sigqueue发送），且保证递送顺序。实时信号弥补了标准信号可能丢失的不足。

总结

本文详细介绍了Linux信号处理的进阶内容，包括信号集操作、信号阻塞、sigaction函数的使用以及可重入函数的重要性。掌握这些知识，可以编写更健壮和可移植的信号处理程序。希望读者通过实践加深对Linux信号处理的理解。