目录

一.什么是信号处理？

二.常见信号：

 三.signal() 函数的使用：

2.signal()注意事项：

3.使用场景：

四.raise()函数的使用：

注意事项

五.自定义信号处理函数：

代码说明：

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一.什么是信号处理？

在 C++ 中，信号处理是处理异步事件的一种机制。信号可以由操作系统或进程自身生成，常用于通知程序某些事件的发生，例如用户中断、程序错误等。了解信号处理可以帮助开发者编写更健壮和响应快速的程序。

C++ 提供了 signal() 和 raise() 函数来支持简单的信号处理机制。这种机制允许程序响应系统事件，比如错误（如除零）或用户中断（如按下 Ctrl+C）。通过 signal() 和 raise()，我们可以自定义如何在特定信号被触发时执行自定义操作。

二.常见信号：

• 信号（Signal）：信号是操作系统向进程发送的异步通知，用于表示某个事件的发生。每种信号都有一个唯一的编号。
• 信号的用途：
  • 通知进程终止、挂起或继续运行。
  • 捕获错误或异常情况。
  • 处理用户输入（如中断）。

信号名称	信号编号	描述
SIGHUP	1	终端挂断（Hangup）
SIGINT	2	中断信号（通常通过按下 Ctrl+C 触发）
SIGQUIT	3	退出（Quit）
SIGILL	4	非法指令（Illegal Instruction）
SIGABRT	6	程序异常终止信号
SIGFPE	8	程序异常终止信号
SIGKILL	9	强制终止（Kill）
SIGSEGV	11	无效内存访问信号（如访问非法地址）
SIGPIPE	13	管道破裂（Broken Pipe）
SIGALRM	14	定时器到期（Alarm Clock）
SIGTERM	15	终止请求信号
SIGUSR1	10	用户定义信号 1
SIGUSR2	12	用户定义信号 2

 三.signal() 函数的使用：

1.signal()函数如何使用？ 

 signal() 函数用于设置信号处理函数，以指定在特定信号到达时执行的操作。

#include <csignal>// 定义函数签名
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);

• 参数：
  • signum：要捕获的信号编号（例如 SIGINT、SIGABRT 等）。
  • handler：信号处理函数的地址，表示在信号发生时需要执行的操作。可以是自定义的处理函数，或标准处理动作 SIG_DFL（默认动作）和 SIG_IGN（忽略信号）。
• 返回值：返回先前的信号处理函数指针，或 SIG_ERR 表示错误。

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <cstdlib>
using namespace std;// 自定义信号处理函数
void signalHandler(int signum) {cout << "收到信号 " << signum << "，程序即将终止。\n";// 清理并关闭// 终止程序  exit(signum);
}int main() {// 设置 SIGINT（Ctrl + C 中断）的信号处理函数signal(SIGINT, signalHandler);// 设置 SIGTERM（程序终止请求）的信号处理函数signal(SIGTERM, signalHandler);cout << "按 Ctrl+C 以发送 SIGINT 信号，或等待程序发出 SIGTERM 信号。\n";// 无限循环，保持程序运行while (1) {cout << "程序正在运行...\n";sleep(1); // 模拟程序工作，延迟1秒}return 0;
}

代码解析：

• 信号处理函数 signalHandler：接受信号编号 signum 作为参数。打印信号编号并终止程序。
• 设置信号处理：通过 signal(SIGINT, signalHandler); 和 signal(SIGTERM, signalHandler);，我们将 signalHandler 函数设置为 SIGINT 和 SIGTERM 信号的处理函数。
• 程序运行：程序进入无限循环，每秒输出一次状态信息，直到接收到 SIGINT 或 SIGTERM 信号。

2.signal()注意事项：

• 信号处理函数的限制：信号处理函数应尽可能简单，因为它会中断程序的正常执行。应避免在信号处理函数中调用诸如 malloc、free 或 printf 等非线程安全的函数。
• 跨平台性：虽然 signal() 在不同平台上可用，但信号的行为可能不同。例如，有些信号在 Windows 上可能不支持。
• 信号默认行为：使用 SIG_DFL 恢复信号的默认处理行为，使用 SIG_IGN 忽略信号。

3.使用场景：

1. 资源清理：当程序被外部信号中断时，可以用信号处理函数进行资源清理操作，例如关闭文件或释放内存。
2. 控制程序流程：在长时间运行的程序中，可以通过捕获特定信号来控制程序的行为，比如暂停、重启或终止。
3. 错误处理：捕获 SIGFPE 或 SIGSEGV 等信号可以在发生严重错误时执行特定操作，而不是让程序崩溃。

四.raise()函数的使用：

在C++中，raise() 函数是一个用来发送信号的标准库函数，定义在 <csignal> 头文件中。它的主要用途是向调用进程发送特定的信号，这可以用来控制程序的行为，比如终止程序、暂停程序等。

#include <csignal>int raise(int signum);

• 参数：signum：要发送的信号编号。
• 返回值：成功发送信号返回 0，如果信号无法被发送，返回非零值。

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
using namespace std;// 信号处理函数
void signalHandler(int signum) {cout << "Caught signal: " << signum << endl;// 退出程序exit(signum);
}int main() {// 注册信号处理函数signal(SIGINT, signalHandler);signal(SIGTERM, signalHandler);cout << "Process ID: " << getpid() << endl;cout << "Press Ctrl+C to send SIGINT signal." << endl;// 无限循环，等待信号while (true) {sleep(1); // 暂停一秒}return 0;
}

注意事项

• 使用 raise() 发送信号时，通常不会产生立即的影响，因为信号的处理是异步的。信号处理程序会在程序的当前执行上下文中被调用。
• 在多线程程序中，信号会影响整个进程，而不是单个线程。

raise() 函数在调试和程序控制中非常有用，可以用来模拟信号的发送，帮助开发者更好地理解信号的处理。

五.自定义信号处理函数：

自定义信号处理函数可以用来记录日志、重启程序等高级功能。以下是另一个示例代码，处理除零错误（SIGFPE）和无效内存访问（SIGSEGV）信号。

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <cstdlib>void signalHandler(int signum) {if (signum == SIGFPE) {std::cerr << "收到 SIGFPE（除零错误），请检查计算逻辑。\n";} else if (signum == SIGSEGV) {std::cerr << "收到 SIGSEGV（无效内存访问），请检查指针。\n";} else {std::cerr << "收到未知信号，编号：" << signum << "\n";}exit(signum); // 终止程序
}int main() {// 注册 SIGFPE 和 SIGSEGV 信号signal(SIGFPE, signalHandler);signal(SIGSEGV, signalHandler);std::cout << "除零错误测试：5 / 0\n";int result = 5 / 0; // 触发 SIGFPEreturn 0;
}

代码说明：

1. 捕获 SIGFPE 和 SIGSEGV 信号：注册 SIGFPE 和 SIGSEGV，通过 signalHandler 处理除零错误和无效内存访问。
2. 触发信号：当 5 / 0 执行时，产生 SIGFPE，程序进入 signalHandler。