C++如何实现Linux下的信号处理（Signal）

该用 sigaction()，因其是 POSIX 标准接口，语义明确、可移植，支持 SA_RESTART、sa_mask 和 SA_SIGINFO 等细粒度控制，而 signal() 在 Linux 下行为不一致且不安全。

signal() 和 sigaction() 哪个该用？

直接用 sigaction()，别碰 signal()。Linux 下 signal() 行为不一致：glibc 默认启用 BSD 风格语义（自动重置 handler、不阻塞同信号），但 POSIX 并不保证；而 sigaction() 是 POSIX 标准接口，语义明确、可移植、支持细粒度控制。

常见错误是写 signal(SIGINT, handler) 后发现 Ctrl+C 多按几次 handler 被调了两次——这往往是因为没设 SA_RESTART 或没屏蔽递归信号，而 sigaction() 可以一步配齐。

• sigaction() 允许设置 sa_mask，在 handler 执行期间临时阻塞其他信号，避免竞态
• 支持 SA_RESTART：系统调用被中断后自动重试（比如 read() 在 SIGINT 后不返回 -1/EINTR）
• 能通过 sa_flags |= SA_SIGINFO 获取发送信号的进程 PID、UID 等附加信息

如何安全地在 signal handler 中做事情？

绝大多数 C/C++ 函数都不是异步信号安全的（async-signal-safe），包括 printf()、malloc()、std::cout、new，甚至 std::atomic 的某些实现也不保证安全。handler 里只能调用极少数函数，比如 write()、read()（仅限已打开 fd）、_exit()、siglongjmp()（需谨慎）。

典型做法是「只改一个 volatile sig_atomic_t 变量，主循环轮询检查」：

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volatile sig_atomic_t g_sig_received = 0;
<p>void sigint_handler(int sig) {
g_sig_received = sig;  // 这是唯一安全的赋值
}</p><p>int main() {
struct sigaction sa = {};
sa.sa_handler = sigint_handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sa.sa_flags = SA_RESTART;
sigaction(SIGINT, &sa, nullptr);</p><pre class="brush:php;toolbar:false;">while (g_sig_received == 0) {
    // 做业务逻辑
}
// 安全退出
_exit(0);

}

为什么 std::signal() 在 C++ 中基本不能用？

C++ 标准库的 std::signal() 只是对 C 的 signal() 的简单封装，既不解决语义模糊问题，也不提供 mask 控制或 flag 设置能力。更关键的是：C++11 起，标准明确将调用 std::signal() 后执行非 async-signal-safe 函数的行为定义为未定义行为（UB）。

• 不要在 handler 里调用任何 STL 容器、字符串、流操作
• 不要 throw 异常——C++ 异常机制和信号处理栈帧不兼容，会直接 abort
• 不要用 std::this_thread::sleep_for() 或任何阻塞等待——它可能被信号中断并抛异常，或留下未定义状态

如果你真需要从信号触发复杂逻辑（比如 reload 配置），推荐用 self-pipe trick：handler 中 write() 到一个 pipe 的写端，主循环用 poll() 或 epoll_wait() 监听 pipe 读端，把信号“转成 I/O 事件”再处理。

多线程下 signal 怎么分发？

Linux 中信号是发给「进程」的，但内核会选择该进程中一个未屏蔽该信号的线程来投递。这意味着：默认情况下，你无法预知哪个线程会执行 handler —— 除非你主动屏蔽信号并集中到某一线程处理。

正确做法是：在主线程中用 pthread_sigmask() 屏蔽所有信号，然后创建一个 dedicated signal thread，用 sigsuspend() 或 sigwait() 同步等待信号：

sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGUSR1);
pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, nullptr); // 主线程屏蔽
<p>// 新线程中：
void<em> signal_thread(void</em>) {
int sig;
while (sigwait(&set, &sig) == 0) {
if (sig == SIGUSR1) handle_usr1();
}
return nullptr;
}

注意：必须先 pthread_sigmask(SIG_BLOCK, ...)，再创建线程，否则新线程会继承主线程的信号掩码（即也屏蔽了），导致 sigwait() 永远等不到。

最易忽略的一点：全局变量 g_sig_received 类型必须是 volatile sig_atomic_t，而不是 int 或 std::atomic_int —— 后者不保证在信号上下文中的原子读写语义，编译器优化可能导致读取陈旧值或写入被丢弃。