面试题：C语言进程异常退出处理机制

Question

假设你正在开发一个运行在Linux系统下的C语言程序，该程序需要长时间稳定运行。如果进程发生异常退出（例如段错误），请描述如何在代码层面实现一个机制，能够捕获这种异常退出，并记录相关的错误信息，以便事后分析。

Answer 1

1. 安装信号处理函数：
   • 在C语言中，可以使用signal函数来安装信号处理函数。对于段错误等异常情况，通常会产生SIGSEGV信号（段错误信号）。
   • 示例代码如下：

   #include <stdio.h>
   #include <signal.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <execinfo.h>
   #include <unistd.h>
   
   void handle_segfault(int signum) {
       void *array[10];
       size_t size;
       char **strings;
       size_t i;
   
       // 获取堆栈回溯信息
       size = backtrace(array, 10);
       strings = backtrace_symbols(array, size);
   
       printf("Segmentation fault (signal %d):\n", signum);
       for (i = 0; i < size; i++) {
           printf("%s\n", strings[i]);
       }
   
       free(strings);
       // 这里可以将错误信息写入日志文件
       FILE *logfile = fopen("error.log", "a");
       if (logfile) {
           fprintf(logfile, "Segmentation fault (signal %d):\n", signum);
           for (i = 0; i < size; i++) {
               fprintf(logfile, "%s\n", strings[i]);
           }
           fclose(logfile);
       }
       exit(1);
   }
   

2. 在主函数中注册信号处理函数：
   • 在main函数中，使用signal函数将SIGSEGV信号与自定义的处理函数handle_segfault关联起来。

   int main() {
       signal(SIGSEGV, handle_segfault);
       // 主程序代码
       while (1) {
           // 长时间运行的任务
           sleep(1);
       }
       return 0;
   }
   

   • 上述代码中，handle_segfault函数作为SIGSEGV信号的处理函数。它使用backtrace和backtrace_symbols函数获取堆栈回溯信息，打印并写入日志文件error.log。在main函数中，注册了该信号处理函数，这样当程序发生段错误时，handle_segfault函数就会被调用，记录错误信息。同时，除了SIGSEGV信号外，还可以考虑捕获其他可能导致异常退出的信号，如SIGABRT（程序异常终止信号）等，按照类似的方式为这些信号注册相应的处理函数。