操作系统可向进程发送信号（signal），通知异步事件，例如用户按下 Ctrl+C（SIGINT）或发生段错误（SIGSEGV）。C 程序可通过注册处理函数改变信号的默认行为，实现优雅退出或资源清理；这与错误处理、长期运行服务中的关闭逻辑相关。

信号的概念

信号是软件层面的中断通知，由内核或同机其他进程发出。每种信号对应一个编号，例如 SIGINT 在 POSIX 系统中通常为 2。

默认处置

未自定义处理时，常见处置包括忽略、终止进程或停止/继续执行。下列循环在默认情况下收到 SIGINT 会终止进程：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    while (1) {
        printf("hello world\n");
    }
    return 0;
}

注册信号处理函数

除 SIGKILL 等少数信号外，多数信号可捕获。处理函数原型为 void handler(int sig)，可用 signal 注册（新代码更推荐 sigaction，可移植性与语义更明确）：

signal(type, signalHandler);
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>

void signalHandler(int sig) {
    printf("Caught signal: %d\n", sig);
    exit(sig);
}

int main(void) {
    signal(SIGINT, signalHandler);

    while (1) {
        printf("Hello World!\n");
    }
    return 0;
}

运行中按 Ctrl+C 将执行自定义处理逻辑而非立即采用默认终止（本例中处理函数内调用 exit）。

raise()：向本进程发信号

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

void signalHandler(int sig) {
    printf("Interrupt handled: %d\n", sig);
    exit(sig);
}

int main(void) {
    signal(SIGINT, signalHandler);

    raise(SIGINT);
    return 0;
}

kill()：向指定进程发信号

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

void handle_signal(int sig) {
    printf("Received signal: %d\n", sig);
}

int main(void) {
    signal(SIGINT, handle_signal);

    pid_t pid = getpid();
    kill(pid, SIGINT);
    return 0;
}

kill 向进程发送信号，具体效应取决于信号类型与进程是否已注册处理函数。

常见信号

信号含义默认行为
SIGABRT异常中止（abort）终止
SIGFPE浮点异常终止
SIGILL非法指令终止
SIGINT终端中断（Ctrl+C）终止
SIGSEGV无效内存访问终止
SIGTERM终止请求终止
SIGKILL强制终止终止（不可捕获）
SIGQUIT退出并可能生成核心转储终止
SIGCHLD子进程状态改变忽略或通知父进程
SIGCONT继续执行已停止进程继续
SIGTSTP终端停止（Ctrl+Z）停止

实现层面的注意点

  • 信号可能处于待处理状态，直至进程从可中断的系统调用返回后再递送。
  • 可在临界区暂时阻塞特定信号（信号掩码）。
  • 处理函数在独立上下文中执行，仅应调用异步信号安全函数；复杂清理宜通过标志位在主循环中完成。

本节介绍了信号的默认行为与自定义处理。下一节概述 POSIX 线程（多线程）的基本 API。