面试题：C语言中Linux信号处理机制基础

Question

在Linux环境下使用C语言，简述信号的基本概念以及如何使用`signal`函数来捕获并处理SIGINT信号（通常由Ctrl+C触发），请给出简单示例代码。

Answer 1

信号基本概念

信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，是一种异步通知机制。进程在运行过程中，可能会收到各种信号，这些信号通知进程发生了某种特定事件。例如，用户按下Ctrl+C会产生SIGINT信号，通知前台进程终止运行。信号可以由内核、其他进程或者进程自身产生，进程接收到信号后，会根据其当前的信号处理方式进行响应，处理方式一般有三种：忽略该信号、采用默认处理动作、自定义处理函数。

使用signal函数捕获并处理SIGINT信号

signal函数用于设置一个信号的处理方式，其原型为：

#include <signal.h>
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);

• signum：指定要处理的信号编号，例如SIGINT。
• handler：处理函数的指针，或者是SIG_IGN（忽略信号），或者是SIG_DFL（采用默认处理动作）。

示例代码

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

// 信号处理函数
void sigint_handler(int signum) {
    printf("Received SIGINT signal. Exiting gracefully...\n");
    // 在此处添加清理或其他处理逻辑
    _exit(0);
}

int main() {
    // 设置SIGINT信号的处理函数
    if (signal(SIGINT, sigint_handler) == SIG_ERR) {
        perror("signal");
        return 1;
    }

    printf("Running... Press Ctrl+C to exit.\n");
    while (1) {
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

在上述代码中：

1. 定义了sigint_handler函数，当接收到SIGINT信号时，该函数会被调用，打印一条提示信息并退出程序。
2. 在main函数中，使用signal函数将SIGINT信号的处理函数设置为sigint_handler。如果设置失败，signal函数会返回SIG_ERR并设置errno。
3. 主程序进入一个无限循环，每秒休眠一次，等待信号的到来。当用户按下Ctrl+C时，会触发SIGINT信号，调用sigint_handler函数进行处理。