C++系统编程中信号处理依赖POSIX系统调用,需包含或,推荐使用sigaction()而非signal(),因后者存在可重入性与可靠性问题。

在 C++ 系统编程中,处理信号(signal)主要通过 signal() 和更推荐的 sigaction() 实现。它们不是 C++ 语言特性,而是 POSIX 标准提供的系统调用,需包含 (C++ 头文件)或 (C 头文件),并注意信号处理函数的限制和可重入性问题。
基本信号处理:signal() 的用法与局限
signal() 是最简单的注册方式,用于为指定信号设置处理函数:
- 函数原型:
typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int sig, sighandler_t handler); - 常见用法:
signal(SIGINT, [](int) { std::cout —— 但注意:lambda 无捕获时才能转为函数指针,有捕获则编译失败 - 不推荐在生产环境使用
signal(),因为其行为在不同系统(如 Linux vs BSD)上不一致,且无法屏蔽其他信号、不能获取发送信号的进程信息、不保证信号处理期间原信号被自动阻塞
推荐方式:sigaction() 精确控制信号行为
sigaction() 提供完整、可移植的信号管理能力,是现代系统编程的标准做法:
- 需定义
struct sigaction sa;,清零后设置sa.sa_handler(或sa.sa_sigaction配合SA_SIGINFO) - 用
sa.sa_mask指定处理该信号时额外屏蔽哪些信号(避免嵌套干扰) - 设置
sa.sa_flags控制行为,例如:SA_RESTART(系统调用被中断后自动重启)、SA_NOCLDWAIT(子进程终止时不留僵尸)、SA_SIGINFO(启用带附加信息的处理函数) - 调用
sigaction(SIGUSR1, &sa, nullptr)安装;返回 0 表示成功
信号处理函数的编写要点
信号处理函数运行在中断上下文中,必须严格遵守可重入(reentrant)要求:
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- 只能调用异步信号安全函数(如
write()、sigprocmask()、raise()),不能调用std::cout、malloc、printf、std::string构造等非安全函数 - 避免访问全局非
volatile sig_atomic_t变量;若需通信,建议仅用volatile sig_atomic_t类型标志位(如volatile sig_atomic_t g_exit_requested = 0;) - 不要在 handler 中做复杂逻辑,理想做法是“设标志 + 主循环检查”,例如主循环中检测
if (g_exit_requested) break;
实际组合示例:安全响应 Ctrl+C 并优雅退出
以下是一个最小可行示例(C++17,Linux):
#include#include #include volatile sig_atomic_t g_running = 1; void signal_handler(int sig) { if (sig == SIGINT || sig == SIGTERM) { g_running = 0; } } int main() { struct sigaction sa{}; sa.sa_handler = signal_handler; sigemptyset(&sa.sa_mask); sa.sa_flags = SA_RESTART; // 使 read() 等自动恢复 sigaction(SIGINT, &sa, nullptr); sigaction(SIGTERM, &sa, nullptr); std::cout << "Running... Press Ctrl+C to exit.\n"; while (g_running) { pause(); // 暂停等待信号(可替换为 poll/select/epoll) } std::cout << "Exiting gracefully.\n"; }
注意:这里用 pause() 避免忙等待,且所有操作均满足信号安全要求。











