Cpp signal 信号

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INFO

csignal头文件里的信号（Signal）机制—— 这是操作系统级别的一种异步通信方式，用于通知进程发生了某种事件（如中断、错误等）。

信号是操作系统向进程发送的事件通知
- 用户按下 Ctrl+C（SIGINT，中断信号）；
- 程序执行了非法指令（SIGILL，非法指令信号）；
- 进程试图访问无效内存（SIGSEGV，段错误信号）。
信号的类型
- SIGINT. 终端中断，也就是平时用的 ctrl + c
- SIGTERM. 终止请求，kill
- SIGSEGV. 端错误
- SIGILL. 非法指令
- SIGABRT. 异常终止吧，abort()
- SIGALRM. 闹钟信号, alarm()
- SIGCHLD. 子进程状态变化
核心的函数提供吧
- signal(int signum, sighandler_t handler) 注册信号的函数
  - signum 是需要进行注册的信号
  - handler 是信号的处理函数吧
  - 返回值：之前的信号处理函数，出错返回的是 SIG_ERR
- raise(int signum) 当前进程触发指定信号，也就是自己给自己发信号吧
- abort() 触发的是 SIGABRT 信号，进程异常终止吧

TIP

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <thread>
#include <vector>
#include <mutex>
#include <atomic>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>  // 用于 abort()

// 全局状态：控制线程运行和退出
std::atomic<bool> g_running{true};       // 线程运行标志
std::vector<std::thread> g_threads;      // 后台线程列表
std::mutex g_cout_mutex;                 // 保护cout的互斥锁
std::atomic<int> g_active_tasks{0};      // 活跃任务数

// 信号处理声明（需全局可见）
void handle_signal(int signum);
void register_signals();

// 后台任务函数：模拟周期性工作
void background_task(int task_id) {
    g_active_tasks++;
    while (g_running) {
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(g_cout_mutex);
            std::cout << "任务 " << task_id << " 正在运行（活跃数：" << g_active_tasks << "）\n";
        }
        // 模拟工作（每2秒一次）
        for (int i = 0; i < 20 && g_running; ++i) {
            usleep(100000);  // 100ms
        }
    }
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(g_cout_mutex);
        std::cout << "任务 " << task_id << " 已停止\n";
    }
    g_active_tasks--;
}

void graceful_shutdown() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(g_cout_mutex);
    std::cout << "\n开始优雅退出...\n";
    std::cout << "等待所有任务结束（当前活跃：" << g_active_tasks << "）\n";

    g_running = false;

    for (auto& t : g_threads) {
        if (t.joinable()) {
            t.join();
        }
    }

    std::cout << "所有任务已终止，资源清理完成\n";
    exit(0);  // 正常退出
}

void handle_signal(int signum) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(g_cout_mutex);
    switch (signum) {
        case SIGINT:、
            std::cout << "\n收到 SIGINT 信号（用户中断）\n";
            graceful_shutdown();
            break;
        case SIGTERM:、
            std::cout << "\n收到 SIGTERM 信号（终止请求）\n";
            graceful_shutdown();
            break;
        case SIGSEGV:、
            std::cout << "\n收到 SIGSEGV 信号（段错误！程序即将崩溃）\n";
            // 段错误无法优雅恢复，只能记录错误后强制退出
            std::cout << "错误信息：非法内存访问，进程将终止\n";
            exit(1);
            break;
        default:
            std::cout << "\n收到未知信号 " << signum << "\n";
    }
}

void register_signals() {
    if (signal(SIGINT, handle_signal) == SIG_ERR) {
        std::cerr << "无法注册 SIGINT 处理函数\n";
    }
    if (signal(SIGTERM, handle_signal) == SIG_ERR) {
        std::cerr << "无法注册 SIGTERM 处理函数\n";
    }
    if (signal(SIGSEGV, handle_signal) == SIG_ERR) {
        std::cerr << "无法注册 SIGSEGV 处理函数\n";
    }
}

void test_segfault() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(g_cout_mutex);
    std::cout << "\n===== 测试：5秒后触发段错误 =====" << std::endl;
    sleep(5);
    int* p = nullptr;
    *p = 100;
}

int main() {
    register_signals();

    std::cout << "任务管理器启动（PID：" << getpid() << "）\n";
    std::cout << "操作说明：\n";
    std::cout << "  - 按 Ctrl+C 发送 SIGINT 信号（优雅退出）\n";
    std::cout << "  - 执行 kill " << getpid() << " 发送 SIGTERM 信号（优雅退出）\n";
    std::cout << "  - 本程序5秒后会自动测试段错误（SIGSEGV）\n\n";

    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        g_threads.emplace_back(background_task, i);
    }

    std::thread test_thread(test_segfault);
    test_thread.detach();

    while (g_running) {
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

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