面试题：C语言中Linux信号处理函数的基本性能优化点

Question

在Linux环境下使用C语言进行信号处理时，常见的性能优化点有哪些？请至少列举3个，并简要说明原理。

Answer 1

1. 减少信号处理函数中的复杂操作
   • 原理：信号处理函数应尽量简洁。因为信号随时可能中断正常程序流，若处理函数中存在复杂计算、I/O 操作等，可能导致程序响应不及时，影响整体性能。例如文件 I/O 操作可能涉及磁盘 I/O 等待，会使信号处理时间变长。
2. 合理使用信号屏蔽
   • 原理：在执行关键代码段时，通过屏蔽某些信号，可以防止信号中断正在进行的重要操作，避免出现数据不一致等问题。比如在更新共享数据结构时屏蔽信号，完成更新后再恢复信号处理，保证关键操作的原子性，减少因信号频繁中断造成的上下文切换开销。
3. 优化信号注册
   • 原理：选择合适的信号注册函数，如sigaction相比signal具有更丰富灵活的功能和更高的可移植性。同时，在注册信号时合理设置信号处理方式和标志位，避免不必要的默认处理动作（如某些信号默认终止进程），从而减少因错误处理导致的性能损失。
4. 异步 I/O 结合信号处理
   • 原理：对于涉及 I/O 操作场景，采用异步 I/O 配合信号处理。当 I/O 操作完成时，通过信号通知程序，而不是让程序阻塞等待 I/O 完成。这样可以提高 CPU 利用率，使程序在等待 I/O 期间可以执行其他任务，从而提升整体性能。