处理 Linux 信号：进程控制与异常管理的核心

信号（signal）是 Linux/Unix 系统中最古老、最基础、最重要的进程间通信机制之一，同时也是现代多进程/多线程程序中处理异常、中断、终止、资源限制等场景的核心手段。

一、信号最本质的五种用途（按重要性排序）

1. 通知进程外部事件发生（最常见）

   • Ctrl+C → SIGINT
   • Ctrl+\ → SIGQUIT
   • kill -9 → SIGKILL
   • 父进程结束 → SIGHUP（常用于守护进程重读配置）

2. 实现进程间简单同步/通知

   • SIGUSR1 / SIGUSR2（用户自定义信号）
   • SIGCHLD（子进程退出/停止/继续）

3. 处理异常和错误

   • SIGSEGV（段错误）
   • SIGFPE（浮点异常 / 除零）
   • SIGBUS（总线错误）
   • SIGILL（非法指令）

4. 实现软终止 / 优雅退出

   • SIGTERM（请求终止，默认行为是退出）
   • SIGINT（键盘中断）

5. 资源限制与超时控制

   • SIGXCPU（CPU 时间超限）
   • SIGXFSZ（文件大小超限）
   • SIGALRM（alarm() 定时器到期）

二、信号处理方式对比（最重要的分类）

三、现代推荐做法：使用 sigaction 而非 signal

// 强烈不推荐（古老且行为不可预测）
signal(SIGINT, handler);

// 推荐写法（POSIX 标准，可控性强）
struct sigaction sa;
sa.sa_handler = handler;           // 普通函数指针
// sa.sa_sigaction = handler_sig;  // 如果需要 SA_SIGINFO
sa.sa_flags = SA_RESTART | SA_SIGINFO;  // 常用组合
sigemptyset(&sa.sa_mask);          // 或 sigaddset 屏蔽其他信号

if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) {
    perror("sigaction");
}

常用 sa_flags 组合解释

四、最常被捕获的信号一览表（2025 视角）

五、经典代码模式（生产级）

volatile sig_atomic_t quit = 0;

static void graceful_shutdown(int sig) {
    quit = 1;
    // 可以在这里记录日志，但不要做耗时操作
}

int main() {
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = graceful_shutdown;
    sa.sa_flags = SA_RESTART;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    
    // 同时捕获 SIGINT 和 SIGTERM
    sigaction(SIGINT,  &sa, NULL);
    sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
    
    // 忽略 SIGPIPE（网络断开常见）
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    
    while (!quit) {
        // 主循环
        sleep(1);
    }
    
    printf("正在优雅退出...\n");
    // 清理资源、保存状态、通知其他模块
    cleanup();
    return 0;
}

六、生产环境常见信号处理策略总结

如果你现在正在写某一类程序（网络服务、命令行工具、守护进程、容器 init 进程等），可以告诉我，我可以给你更针对性的信号处理方案和代码模板。