C++ 信号处理学习笔记

一、信号概述

在计算机操作系统中，信号（Signal）是由操作系统（或者特权进程）向应用进程发送的一种消息。信号可以用于通知进程发生了某种事件，例如：进程收到了一个未捕获的异常、用户按下了特殊的终端字符，等等。

二、如何处理信号

在C++中，我们可以使用signal（）函数来注册一个信号处理程序。signal（）的原型如下：

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void (*signal(int signum, void (*handler)(int))) (int);

其中，第一个参数signum表示要注册的信号编号（可以参考UNIX/LINUX系统中定义的信号常量），第二个参数handler表示信号处理程序的回调函数指针。

下面是一个简单的处理SIGINT信号（例如Ctrl+C）的例子：

c++Copy Code
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <csignal>

using namespace std;

void signalHandler(int signalNum) {
    cout << "接收到信号：" << signalNum << endl;
    exit(signalNum);  
}

int main() {
    signal(SIGINT, signalHandler); // 注册信号处理函数

    cout << "开始循环..." << endl;
    while(true) {
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

通过这个例子，当你在运行程序的时候按下了Ctrl+C键，程序将会输出以下内容并且退出：

Copy Code
接收到信号：2

三、信号处理程序的注意事项

在信号处理程序中，我们需要注意以下几点：

• 不要过多地处理信号，以免影响程序的性能。
• 在信号处理程序中，不应该调用任何不可重入函数（例如printf、malloc等）。
• 在信号处理程序中，尽量不要使用全局变量，也不要使用静态变量。

四、实例：基于信号的定时器

下面是一个基于信号的简单定时器实现，我们通过发送信号来模拟时间的流逝：

c++Copy Code
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <csignal>
#include <unistd.h>

using namespace std;

const int SECONDS = 5;

void signalHandler(int signalNum) {
    cout << "接收到信号：" << signalNum << endl;

    if(signalNum == SIGALRM) { // 如果是定时器信号
        cout << "\t 定时到达！" << endl;
        alarm(SECONDS); // 重新启动定时器
    }
}

int main() {
    signal(SIGALRM, signalHandler); // 注册信号处理函数

    cout << "开始计时..." << endl;

    int restTime = alarm(SECONDS); // 启动定时器

    while(restTime > 0) {
        restTime = sleep(restTime);
    }

    return 0;
}

通过这个例子，我们可以模拟一个5秒钟的定时器，每当定时时间到达的时候，程序将会输出以下信息：

Copy Code
接收到信号：14
     定时到达！

五、总结

本文简单介绍了C++中的信号处理机制，并通过两个例子来说明了如何使用信号处理程序。希望对你有所帮助！