在业务线程中注册和处理Linux信号

在Linux编程中，信号是用于通知进程异步事件发生的一种机制。常见的信号包括 SIGINT（中断）、SIGTERM（终止）和 SIGSEGV（段错误）。在多线程环境中处理信号需要特别小心，因为信号处理器在特定的线程上下文中执行。本文将介绍如何在业务线程中注册和处理Linux信号。

一、信号的基本概念

1. 信号的定义

信号是操作系统向进程发出的异步通知，用于通知某些事件的发生。信号可以由内核、进程或用户手动发送。

2. 常见信号类型

SIGINT：中断信号（通常由Ctrl+C产生）。
SIGTERM：终止信号（用于请求程序正常终止）。
SIGKILL：强制终止信号（不能被捕获或忽略）。
SIGSEGV：段错误信号（非法内存访问）。

二、在业务线程中注册和处理信号

1. 信号屏蔽

首先，需要在业务线程中屏蔽信号，以确保信号不会在其他线程中处理。可以使用 pthread_sigmask函数来实现。

#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>

void block_signals() {
    sigset_t set;
    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set, SIGINT);
    sigaddset(&set, SIGTERM);
    pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);
}

void *thread_func(void *arg) {
    block_signals();
    // 业务逻辑
    while (1) {
        // 模拟业务处理
        sleep(1);
        printf("业务线程运行中...\n");
    }
    return NULL;
}

2. 注册信号处理器

使用 sigaction函数注册信号处理器。

void signal_handler(int sig) {
    if (sig == SIGINT) {
        printf("收到SIGINT信号\n");
    } else if (sig == SIGTERM) {
        printf("收到SIGTERM信号\n");
    }
}

void register_signal_handlers() {
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = signal_handler;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = 0;

    sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
    sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
}

3. 在特定线程中处理信号

创建一个专门的信号处理线程，在该线程中等待并处理信号。

void *signal_thread_func(void *arg) {
    sigset_t set;
    int sig;

    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set, SIGINT);
    sigaddset(&set, SIGTERM);

    while (1) {
        sigwait(&set, &sig);
        signal_handler(sig);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t business_thread, signal_thread;

    // 创建业务线程
    pthread_create(&business_thread, NULL, thread_func, NULL);

    // 创建信号处理线程
    pthread_create(&signal_thread, NULL, signal_thread_func, NULL);

    // 等待线程结束
    pthread_join(business_thread, NULL);
    pthread_join(signal_thread, NULL);

    return 0;
}

4. 解释关键代码

屏蔽信号：
- sigemptyset(&set)：初始化信号集为空。
- sigaddset(&set, SIGINT)：将 SIGINT信号添加到信号集中。
- pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, NULL)：屏蔽信号集中的信号，防止在其他线程中处理。
注册信号处理器：
- sigaction(SIGINT, &sa, NULL)：注册 SIGINT信号处理器。
- sa.sa_handler = signal_handler：指定信号处理函数。
处理信号线程：
- sigwait(&set, &sig)：等待信号集中的任一信号。
- signal_handler(sig)：处理接收到的信号。

思维导图

- 在业务线程中注册和处理Linux信号
  - 信号的基本概念
    - 信号的定义
    - 常见信号类型
  - 在业务线程中注册和处理信号
    - 信号屏蔽
      - pthread_sigmask
    - 注册信号处理器
      - sigaction
    - 在特定线程中处理信号
      - 创建信号处理线程
  - 解释关键代码
    - 屏蔽信号
    - 注册信号处理器
    - 处理信号线程
  - 总结