c - 在 C 中处理 SIGTSTP 信号

Question

我在学习中遇到了这个示例代码:

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

char* nums[5] = {"One", "Two", "Three", "Four", "Five"};
char number[6];

void handler(int n) {
    printf(" %s\n", number);
}

int main() {
    signal(SIGTSTP, handler);      // ^Z
    for(int n = 0; ; n++) {
        strcpy(number, nums[n % 5]);
    }
}

显然，这段代码在编译和运行时有问题。尝试使用 Ctrl+Z 生成 SIGTSTP，而不是打印出“nums”中的一个单词然后退出，而是按预期打印出数字，但随后继续运行。它需要来自键盘的另一个 SIGTSTP 信号来真正让程序退出。

这是为什么？

Answer 1

为了回答您提出的两个实际问题，程序会继续运行，因为您的信号处理程序已返回，并且您在信号处理程序中编写的任何内容都不会导致程序终止，因此您的程序将继续正常运行。如果您希望程序终止，您需要从中调用 _exit() 或 _Exit()。

第二个 SIGTSTP 导致您的程序终止的原因是因为 signal() 是一个过时且不可靠的接口(interface)，在类 Unix 平台上也不是标准接口(interface)。原始行为是，在使用 signal() 注册信号处理程序后，当实际传送该信号时，首先将该信号的配置重置为 SIG_DFL，然后 然后 您的信号处理程序运行。因此，在第一次传递该信号后，您的信号处理程序不再注册，除非您再次调用 signal()。因此，当信号第二次传递给您的程序时，不会调用您的信号处理程序，而是采取默认操作，在本例中是停止进程。此行为在 BSD 派生系统上有所不同，其中信号处理程序保持注册状态。所以实际上，您可以使用 signal() 做的唯一可靠的事情是将处置设置为 SIG_IGN 或 SIG_DFL。对于其他任何事情，您应该使用带有 sigaction() 的现代可靠信号接口(interface)。

您的程序还有一些其他问题。首先，printf() 以及大多数标准库函数从信号处理程序调用是不安全的。 POSIX 定义 a complete list of asynchronous-signal-safe functions可以从信号处理程序中安全地调用它。相反，在这种情况下，您应该设置一个类型为 volatile sig_atomic_t 的标志，并将其设置在您的处理程序中。

其次，您在这里使用 strcpy() 的方式特别危险。假设 number 当前包含 “Two”。然后，在循环的下一次迭代中，它复制 'T'、'h'、'r' 和 'e'，覆盖现有终止空字符的最后一个字符。 然后 发送信号并将此字符串传递给 printf()。即使没有从信号处理程序调用 printf() 的问题，您也向它发送一个 char 数组，该数组不以空字符结尾，您将招致未定义的行为和可能的段错误。

这是您的示例的一个更好的版本，使用 sigaction() 接口(interface)，而不是从信号处理程序调用不安全的函数:

#define _POSIX_C_SOURCE 200809L

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

char * nums[] = {"One", "Two", "Three", "Four", "Five"};
volatile sig_atomic_t stop;

void handler(int n)
{
    stop = 1;
}

int main(void)
{
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = handler;
    sa.sa_flags = 0;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);

    if ( sigaction(SIGTSTP, &sa, NULL) == -1 ) {
        perror("Couldn't set SIGTSTP handler");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    int n = 0;
    while ( !stop ) {
        puts(nums[n]);
        n = (n + 1) % 5;
    }

    puts("Signal handler called, exiting.");

    return 0;
}

输出:

paul@horus:~/src/sandbox$ ./sig
One
Two
Three
Four
Five
One
^ZTwo
Three
Four
Five
One
Signal handler called, exiting.
paul@horus:~/src/sandbox$ 

您可以看到在输入 Ctrl-Z 和信号的实际传递之间存在延迟，这是完全正常的并且根据内核实际传递信号的方式可以预期。