C语言错误处理之 “信号处理方式＜signal.h＞及signal函数等内置函数”

news2024/12/26 11:41:17

前言

signal.h头文件

信号宏

signal函数

实例：在Linux环境下验证signal函数

实例：在Linux中演示保存signal函数的返回值

预定义的信号处理函数（简单了解）

SIG_DFL函数

SIG_IGN函数

raise函数

实例：测试信号

前言

本篇只是依据C标准中的描述来介绍信号，所谈内容有限，但实际信号在UNIX中的作用会更大...

signal.h头文件

作用：提供处理异常情况（信号）的工具：signal函数和raise函数

关于"信号“：

1、信号有两种类型：运行时错误（例如除以零）和发生在程序以外的事件（例如用户选择中断或终止正在运行的程序）

2、当有错误或外部事件发生时，我们称产生了一个信号

3、大多数信号是异步的，可以在程序执行过程中的任意时刻发生，这也是为什么我们必须用一种独特的方式来处理它们

信号宏

概念：<signal.h>定义了一系列的宏用于表示不同信号，每个宏的值都是一个正整数常量

信号表：

宏名	含义
SIGABRT	异常终止（可能由于调用abort导致）
SIGFPE	在算术运算中发生错误（可能是除以零或溢出）
SIGILL	无效指令
SIGINT	中断
SIGSEGV	无效存储访问
SIGTERM	终止请求

注意事项：对于某个特定的计算机或操作系统，不是所有信号都有意义，大多数C语言的实现都至少支持其中一部分

signal函数

函数原型：signal (int sig, void (*func)(int) );

参数解释：第一个参数是特定信号编码sig，第二个参数是一个指向会在信号发生时处理该信号的函数的指针（函数指针）

//signal(信号，处理信号的回调函数)
signal (SIGINT,handler);
//一旦在程序执行过程中出现了SIGINT信号，handler函数就会自动被调用

返回值：返回先前的信号处理函数指针，如果有错误则返回SIG_ERR(-1)。

作用：回调一个信号处理函数，以便将来设定的信号被触发时使用

注意事项：

1、每个信号处理函数都必须有一个int类型的参数，且返回类型为void，知道是那种信号导致了处理函数被调用是十分重要的，这是因为signal函数允许我们对多个信号使用同一个处理函数

2、信号处理函数可以实现的功能包括：忽略该信号、执行一些错误恢复或终止程序等

3、一旦信号处理函数返回，程序就会从信号发生点恢复并继续执行，但有两种例外情况：

信号为SIGABRT，处理函数返回时程序异常终止
信号为SIGFPE，处理函数返回结果未定义

4、signal函数的返回值经常被丢弃，如果需要可以将它保存在变量中：

//定义一个函数指针变量orig_handler
void (*orig_handler)(int);   

...

//令该函数指针变量保存指向原来处理函数的地址
orig_handler = signal(SIGINT,handler);

//如果想要恢复原来的处理函数，可以使用以下代码：
signal(SIGNINT,orig_handler)

5、信号处理函数即可以自定义，又可以使用<signal.h>提供的两个处理函数

实例：在Linux环境下验证signal函数

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
typedef void (*signal_handler)(int);
 
void signal_handler_fun(int signum) {
    printf("catch signal %d\n", signum);
}
 
int main(int argc, char *argv[]) {
    signal(SIGINT, signal_handler_fun);
    while(1);
    return 0;
}

SIGINT表示中断信号，在执行该程序时，我们利用Linux中的CTRL + C键主动退出该程序，每一次的尝试都会导致信号处理函数的执行，这也体现了我们可以自定义信号处理函数

实例：在Linux中演示保存signal函数的返回值

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
 
static void SignalHandler1(int signo)
{
    printf("\nhaha\n");
}
static void SignalHandler2(int signo)
{
    printf("\nhehe\n");
}
int main()
{
    void (*func)(int);
    if ((func = signal(SIGINT, SignalHandler1)) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal\n");
    }
 
    sleep(10);
 
 
    if ((func = signal(SIGINT, SignalHandler2)) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal");
    }
    sleep(10);
    func(2);
 
    return 0;
}

^C//第一次触发signal
haha//信号处理函数是SignalHandler1，此时signal的返回值是以前的处理signo的函数指针，是系统默认的
^C//第二次触发signal
hehe//信号处理程序是SignalHandler2，此时signal的返回值是以前的处理signo的函数指针，应该是SignalHandler1
 
haha//所以此处输出的是SignalHandler1的结果

预定义的信号处理函数（简单了解）

除了自己编写信号处理函数，还可以选择使用<signal.h>提供的预定义的信号处理函数，这样的函数一共有两个，它们都是用宏来表示的：

SIG_DFL函数

概念：SIG_DFL函数按默认的方式处理信号

作用：程序终止

SIG_IGN函数

概念：SIG_IGN函数按忽略的方式处理信号

作用：程序继续运行

raise函数

函数原型：int raise (int sig);

作用：触发信号（从被动接收信号改为设置监测点主动触发信号）

raise (SIGABRT);

返回值：raise函数的返回值可以用来测试调用是否成功：0表示成功，非0表示失败

实例：raise函数的使用

#include <stdio.h> //需导入此头文件
#include <signal.h>

int main() {

    printf("请输入一个正整数，单数直接杀死进程，双数正常退出\n");
    int num;

    scanf("%d", &num); // 从标准输入读取数据

    if (num % 2 == 1) 
    {
        raise(SIGKILL);
    }
    printf("正常退出\n");

    return 0;
}