Linux signal、sigaction的使用总结

article/2025/10/16 6:34:43

目录

一、什么是信号

二、信号的种类

三、信号的处理 —— signal()函数

四、信号处理 —— sigaction()函数（扑获信号）

五、扑获信号示例

一、什么是信号

        信号是UNIX和Linux系统响应某些条件而产生的一个事件，接收到该信号的进程会相应地采取一些行动。比如kill、程序异常crash、段错误等。

        但它们还可以作为进程间通信或修改行为的一种方式，明确地由一个进程发送给另一个进程。一个信号的产生叫生成，接收到一个信号叫捕获。

二、信号的种类

        信号的名称是在头文件signal.h中定义的，信号都以SIG开头，常用的信号并不多，常用的信号如下：

更多的信号类型可在kernel目录下搜signal.h

三、信号的处理 —— signal()函数

        程序可用使用signal()函数来处理指定的信号，主要通过忽略和恢复其默认行为来工作。signal()函数的原型如下：

#include <signal.h>void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);

        这是一个相当复杂的声明，耐心点看可以知道signal是一个带有sig和func两个参数的函数，func是一个类型为void (*)(int)的函数指针。

该函数返回一个与func相同类型的指针，指向先前指定信号处理函数的函数指针。准备捕获的信号的参数由sig给出，接收到的指定

信号后要调用的函数由参数func给出。其实这个函数的使用是相当简单的，通过下面的例子就可以知道。注意信号处理函数的原型

必须为void func（int），或者是下面的特殊值：

SIG_IGN : 忽略信号

SIG_DFL : 恢复信号的默认行为

说了这么多，还是给出一个例子来说明一下吧，源文件名signal.c，代码如下：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>void ouch(int sig)
{printf("\nOUCH! - I got signal %d\n", sig);// 恢复终端中断信号SIGINT的默认行为(void) signal(SIGINT, SIG_DFL);
}int main()
{// 改变终端中断信号SIGINT的默认行为，使之执行ouch函数// 而不是终止程序的执行(void) signal(SIGINT, ouch);while(1){printf("Hello World!\n");sleep(1);}return 0;
}

运行结果如下：

可以看到，第一次按下终止命令（ctrl+c）时，进程并没有被终止，面是输出OUCH! - I got signal 2，因为SIGINT的默认行为被signal()函数改变了，

当进程接受到信号SIGINT时，它就去调用函数ouch去处理，注意ouch函数把信号SIGINT的处理方式改变成默认的方式，所以当你再按一次ctrl+c时，

进程就像之前那样被终止了。

四、信号处理 —— sigaction()函数（扑获信号）

        如果信号的处理动作是用户自定义函数，在信号递达时就调用这个函数，这称为捕捉信号。由于信号处理函数的代码是在用户空间的，处理过程比较复杂，举例如下：

1. 用户程序注册了SIGQUIT信号的处理函数sighandler。

2. 当前正在执行main函数，这时发生中断或异常切换到内核态。

3. 在中断处理完毕后要返回用户态的main函数之前检查到有信号SIGQUIT递达。

4. 内核决定返回用户态后不是恢复main函数的上下文继续执行，而是执行sighandler函数，sighandler和main函数使用不同的堆栈空间，

它们之间不存在调用和被调用的关系，是两个独立的控制流程。

前面我们看到了signal()函数对信号的处理，但是一般情况下我们可以使用一个更加健壮的信号接口 —— sigaction()函数。它的原型为：

#include <signal.h>int sigaction(int sig, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。调用成功则返回0，出错则返回-1。signo是指定信号的编号。若act指针非空，则根据act修改该信号的处理动作。若oldact指针非空，则通过oldact传出该信号原来的处理动作。act和oldact指向sigaction结构体： 

struct sigaction {
void     (*sa_handler)(int);
void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t   sa_mask;
int        sa_flags;
void     (*sa_restorer)(void);
};
  • sa_handler：信号处理器函数的地址，亦或是常量SIG_IGN、SIG_DFL之一。仅当sa_handler是信号处理程序的地址时，亦即sa_handler的
  • 取值在SIG_IGN和SIG_DFL之外，才会对sa_mask和sa_flags字段加以处理。
  • sa_sigaction：如果设置了SA_SIGINFO标志位，则会使用sa_sigaction处理函数，否则使用sa_handler处理函数。
  • sa_mask：定义一组信号，在调用由sa_handler所定义的处理器程序时将阻塞该组信号，不允许它们中断此处理器程序的执行。
  • sa_flags：位掩码，指定用于控制信号处理过程的各种选项。
    • SA_NODEFER：捕获该信号时，不会在执行处理器程序时将该信号自动添加到进程掩码中。
    • SA_ONSTACK：针对此信号调用处理器函数时，使用了由sigaltstack()安装的备选栈。
    • SA_RESETHAND：当捕获该信号时，会在调用处理器函数之前将信号处置重置为默认值(即SIG_IGN)。
    • SA_SIGINFO：调用信号处理器程序时携带了额外参数，其中提供了关于信号的深入信息

将sa_handler/sa_sigaction赋值为常数SIG_IGN传给sigaction表示忽略信号，赋值为常数SIG_DFL表示执行系统默认动作，赋值为一个函数指针表示用自定义函数捕捉信号，或者说向内核注册了一个信号处理函数，该函数返回值为void，可以带一个int参数，通过参数可以得知当前信号

的编号，这样就可以用同一个函数处理多种信号。这是个回调函数，不是被main函数调用，而是被系统所调用。

注意 :  sa_restorer 参数已废弃不用。

        sa_handler主要用于不可靠信号（实时信号当然也可以，只是不能带信息），sa_sigaction用于实时信号，可以带信息(siginfo_t)，两者不能同时出现。sa_flags有几个选项，比较重要的有两个：SA_NODEFER 和 SA_SIGINFO，当SA_NODEFER设置时在信号处理函数执行期间不会屏蔽当前信号；当SA_SIGINFO设置时与sa_sigaction 搭配出现，sa_sigaction函数的第一个参数与sa_handler一样表示当前信号的编号，

第二个参数是一个siginfo_t 结构体，第三个参数一般不用。当使用sa_handler时sa_flags设置为0即可。

五、扑获信号示例

第一种：当信号来时，catch 信号，调用自己的处理函数后信号结束。

实例1：

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>#define ERR_EXIT(m) \do { \perror(m); \exit(EXIT_FAILURE); \}  while( 0)void handler( int sig);
int main( int argc,  char *argv[])
{struct sigaction act;act.sa_handler = handler;sigemptyset(&act.sa_mask);act.sa_flags =  0;if (sigaction(SIGINT, &act,  NULL) <  0)ERR_EXIT( "sigaction error");for (; ;)pause();return  0;
}void handler( int sig)
{
printf( "rev sig=%d\n", sig);
}

运行结果：

XXXXXX$ ./main  (执行./main后，ctrl+c产生信号)
^Crev sig=2
^Crev sig=2
^Crev sig=2

按下ctrl+c 会一直产生信号而被处理打印recv语句。

示例2：

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>#define ERR_EXIT(m) \do { \perror(m); \exit(EXIT_FAILURE); \}  while( 0)void handler( int sig);int main( int argc,  char *argv[])
{struct sigaction act;act.sa_handler = handler;sigemptyset(&act.sa_mask);// 在信号处理函数执行期间屏蔽SIGQUIT信号，完毕后会抵达sigaddset(&act.sa_mask, SIGQUIT); /* 注意sigprocmask中屏蔽的信号是一直不能抵达的，除非解除了阻塞*/act.sa_flags =  0;if (sigaction(SIGINT, &act,  NULL) <  0)ERR_EXIT( "sigaction error");for (; ;)pause();return  0;
}void handler( int sig)
{printf( "rev sig=%d\n", sig);sleep( 5);
}

先按下ctrl+c ，然后马上ctrl+\，程序是不会马上终止的，即等到handler处理完毕SIGQUIT信号才会抵达。

xxx$ ./sa_mask
^Crev sig=2
^\

5s过后接着才输出Quit (core dumped)，即在信号处理函数执行期间sa_mask集合中的信号被阻塞直到运行完毕。

示例3：

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>#define ERR_EXIT(m) \do { \perror(m); \exit(EXIT_FAILURE); \}  while( 0)void handler( int, siginfo_t *,  void *);int main( int argc,  char *argv[])
{struct sigaction act;//sa_sigaction与sa_handler只能取其一 ，sa_sigaction多用于实时信号，可以保存信息act.sa_sigaction = handler;     sigemptyset(&act.sa_mask);// 设置标志位后可以接收其他进程// 发送的数据，保存在siginfo_t结构体中act.sa_flags = SA_SIGINFO;    if (sigaction(SIGINT, &act,  NULL) <  0)ERR_EXIT( "sigaction error");for (; ;)pause();return  0;
}void handler( int sig, siginfo_t *info,  void *ctx)
{printf( "recv a sig=%d data=%d data=%d\n",sig, info->si_value.sival_int, info->si_int);
}

 第二种：当信号来时，catch 信号，调用自己的处理函数，执行完之后，继续调用信号默认的处理。

比如：当程序crash时，catch到abort信号，释放资源，然后继续abort的操作。这种方式很有用，如下图

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>#define ERR_EXIT(m) \do { \perror(m); \exit(EXIT_FAILURE); \}  while( 0)void signalHandler(int sig, siginfo_t* info, void* func);
static struct sigaction gOrigSigactionInt; // old的处理。
void signalHandler(int sig, siginfo_t* info, void* func)
{printf("signal num : %d\n", sig);if(sig==SIGINT)gOrigSigactionInt.sa_sigaction(sig, info, func); //继续信号的默认处理printf("end defalut...\n"); // 程序已经退出，不会打印
}int main( int argc,  char *argv[])
{printf("start main..\n");struct sigaction act;memset(&act,0,sizeof(sigaction));act.sa_flags = SA_SIGINFO|SA_ONSTACK;sigemptyset(&act.sa_mask);act.sa_sigaction = signalHandler;if (sigaction(SIGINT, &act, &gOrigSigactionInt) <  0)printf( "sigaction error");for (; ;)pause();return  0;
}

输出结果：

运行xx$./main 。后执行ctrl+c 程序退出，输出如上。

参考：

linux系统编程之信号（四）：信号的捕捉与sigaction函数_Meditation-CSDN博客

Linux进程间通信（一）： 信号 signal()、sigaction() - 52php - 博客园

 

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