sigaction和signal之间有什么区别？

Question

我准备在我们这里的应用程序中添加一个额外的信号处理程序，我注意到作者使用sigaction()来设置其他信号处理程序。我打算用signal()。为了遵循惯例，我应该使用sigaction()，但如果我是从头开始写的，我应该选择哪个？

Answer 1

使用sigaction()除非您有非常令人信服的理由不这样做。

signal()接口有其优先权（因此可用性），它在C标准中定义。然而，它有许多sigaction()避免的不良特性 - 除非您使用明确添加到sigaction()的标志，以允许它忠实地模拟旧的signal()行为。

1. 当前处理程序执行时，signal()函数不一定（必然）阻止其他信号到达; sigaction()可以阻止其他信号，直到当前处理程序返回。
2. signal()函数（通常）将信号操作重置为SIG_DFL（默认），几乎所有信号都可以。这意味着signal()处理程序必须重新安装自己作为其第一个操作。它还会在检测到信号和重新安装处理程序之间打开一个漏洞窗口，在此期间，如果信号的第二个实例到达，则会发生默认行为（通常是终止，有时带有偏见 - 也称为核心转储）。 / LI>
3. signal()的确切行为因系统而异 - 标准允许这些变化。

这些通常是使用sigaction()代替signal()的充分理由。但是，sigaction()的界面无疑更加繁琐。

无论你使用哪两个，都不要受到替代信号接口的诱惑，例如 sighold()， sigignore()， sigpause()和 sigrelse()。 它们名义上是sigaction()的替代品，但它们只是几乎没有标准化，并且存在于POSIX中以便向后兼容而不是严格使用。请注意，POSIX标准表明它们在多线程程序中的行为是未定义的。

多线程程序和信号是另一个复杂的故事。 AFAIK，signal()和sigaction()在多线程应用程序中都可以。

Cornstalks observes：

  

signal()的Linux手册页说：

     

   signal() 在多线程流程中的影响尚未明确。

     

因此，我认为sigaction()是唯一可以在多线程进程中安全使用的。

这很有趣。在这种情况下，Linux手册页比POSIX更具限制性。 POSIX指定signal()：

  

如果进程是多线程的，或者进程是单线程的，并且执行信号处理程序而不是由于：

     

  
• 调用abort()，raise()，kill()，pthread_kill()或sigqueue()以生成未阻止信号的流程
  
• 未解除阻止并在取消阻止的呼叫之前传递的待处理信号将返回
  

     

如果信号处理程序引用具有静态存储持续时间的errno以外的任何对象，而不是通过为声明为volatile sig_atomic_t的对象赋值，或者信号处理程序调用任何对象，则行为未定义本标准中定义的函数，而不是Signal Concepts中列出的函数之一。

因此POSIX清楚地指定了signal()在多线程应用程序中的行为。

尽管如此，sigaction()在所有情况下都是首选 - 并且可移植的多线程代码应该使用sigaction()，除非它有不可理解的原因（例如“仅使用定义的函数”通过标准C“ - 是的，C11代码可以是多线程的。基本上这个答案的开头部分也是如此。

Answer 2

它们是OS信号设施的不同接口。人们应该更喜欢使用sigaction来发出信号，因为signal（）具有实现定义（通常易于竞争）的行为，并且在Windows，OS X，Linux和其他UNIX系统上表现不同。

有关详细信息，请参阅此security note。

Answer 3

对我来说，下面的这一行足以决定：

  

sigaction（）函数提供了一个   更全面可靠   控制信号的机制;新   应用程序应该使用sigaction（）   而不是signal（）

http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/signal.html#tag_03_690_07

无论您是从头开始还是修改旧程序，sigaction都应该是正确的选择。

Answer 4

signal（）是标准C，sigaction（）不是。

如果你能够使用（也就是说，你在POSIX系统上），那么使用sigaction（）;未指定signal（）是否重置处理程序，这意味着要进行处理，您必须在处理程序内再次调用signal（）。更糟糕的是，有一场比赛：如果您快速连续获得两个信号，而第二个信号在您重新安装处理程序之前交付，您将拥有默认操作，这可能会杀死您的进程。 另一方面， sigaction（）保证使用“可靠”的信号语义。您无需重新安装处理程序，因为它永远不会被重置。使用SA_RESTART，您还可以获得一些系统调用以自动重启（因此您无需手动检查EINTR）。 sigaction（）有更多选项且可靠，因此鼓励使用它。

Psst ...不要告诉任何我告诉过你的人，但POSIX目前有一个函数bsd_signal（），它的作用类似于signal（）但是给出了BSD语义，这意味着它是可靠的。它的主要用途是移植假定可靠信号的旧应用程序，POSIX不建议使用它。

Answer 5

来自 signal(3) 手册页：

  

说明

 This signal() facility is a simplified interface to the more
 general sigaction(2) facility.

两者都调用相同的底层工具。你可能不应该用两者来操纵单个信号的响应，但混合它们不应该导致任何破坏......

Answer 6

我使用signal（）因为它至少在理论上更便携。我会投票给任何能够提出没有POSIX兼容层且支持signal（）的现代系统的评论者。

引用GLIBC documentation：

  

可以同时使用信号和sigaction功能   一个程序，但你必须小心，因为他们可以   以奇怪的方式互动。

     

sigaction函数指定的信息多于信号   功能，所以信号的返回值不能表达满   一系列的信号可能性。因此，如果你使用信号   保存并稍后重新建立动作，它可能无法执行   正确地重新建立一个使用sigaction建立的处理程序。

     

为避免出现问题，请始终使用sigaction进行保存   如果您的程序完全使用sigaction，则恢复处理程序。以来   sigaction更通用，它可以正确保存和重建任何   行动，无论是否最初建立   信号或信号。

     

在某些系统上，如果您使用信号建立动作，然后   用sigaction检查它，你得到的处理程序地址可能不会   与你用信号指定的相同。它甚至可能不是   适合用作信号的动作参数。但你可以依靠   用它作为sigaction的论据。这个问题从未发生过   在GNU系统上。

     

因此，您最好使用其中一种或另一种机制   始终在一个单一的计划中。

     

便携性注意：基本信号功能是ISO C的一项功能，   而sigaction是POSIX.1标准的一部分。如果你是   关注非POSIX系统的可移植性，那么你应该   改为使用信号功能。

     

    

版权所有（C）1996-2008 Free Software Foundation，Inc。

         

允许复制，分发和/或修改此权限     根据GNU自由文档许可条款的文档，     版本1.2或自由软件发布的任何更新版本     基础;没有不变的部分，没有封面文字，     没有封底文字。许可证的副本包含在     标题为“GNU自由文档许可证”的部分。

  

Answer 7

我还建议在signal（）上使用sigaction（），并希望再添加一个点。 sigaction（）为您提供了更多选项，例如死亡进程的pid（可能使用siginfo_t结构）。

Answer 8

从手册页signal(7)

  

过程控制信号可以传递给任何     当前未阻止信号的线程之一。     如果多个线程之一的信号畅通无阻，则     内核选择向其传递信号的任意线程。

我想说这个“问题”存在于signal(2)和sigaction(2)中。 因此，请注意信号和pthread。

...和signal(2)似乎在使用glibc的Linux下调用了sigaction(2)。

Answer 9

简而言之：

sigaction()很好并且定义明确，但是它是Linux函数，因此仅在Linux上有效。 signal()不好并且定义不清，但是它是C标准函数，因此可以在任何东西上使用。

Linux手册页对此有何评论？

man 2 signal（见online here）指出：

  

signal（）的行为在UNIX版本之间有所不同，并且在历史上在Linux的不同版本中也有所不同。避免使用它：改为使用sigaction(2)。请参见下面的可移植性。

     

可移植性         signal（）的唯一可移植用法是将信号的处置设置为         SIG_DFL或SIG_IGN。使用signal（）建立一个         信号处理程序因系统而异（并且POSIX.1明确允许         这种变化）； 请勿将其用于此目的。

换句话说：不要使用signal()。请改用sigaction()！

GCC怎么看？

  

兼容性注意：如上文对signal所述，应尽可能避免使用此功能。 sigaction是首选方法。

来源：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Basic-Signal-Handling.html#Basic-Signal-Handling

因此，如果Linux和GCC都说不使用signal()，而是使用sigaction()，那就引出了一个问题：我们如何使用这个令人困惑的sigaction()东西！ ？

用法示例：

在此处阅读GCC出色的signal()示例：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Basic-Signal-Handling.html#Basic-Signal-Handling

这里还有其出色的sigaction()示例：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Sigaction-Function-Example.html

阅读这些页面后，我想到了sigaction()的以下技巧：

1。 sigaction()，因为这是连接信号处理程序的正确方法，如上所述：

#include <errno.h>  // errno
#include <signal.h> // sigaction()
#include <stdio.h>  // printf()
#include <string.h> // strerror()

#define LOG_LOCATION __FILE__, __LINE__, __func__ // Format: const char *, unsigned int, const char *
#define LOG_FORMAT_STR "file: %s, line: %u, func: %s: "

/// @brief      Callback function to handle termination signals, such as Ctrl + C
/// @param[in]  signal  Signal number of the signal being handled by this callback function
/// @return     None
static void termination_handler(const int signal)
{
    switch (signal)
    {
    case SIGINT:
        printf("\nSIGINT (%i) (Ctrl + C) signal caught.\n", signal);
        break;
    case SIGTERM:
        printf("\nSIGTERM (%i) (default `kill` or `killall`) signal caught.\n", signal);
        break;
    case SIGHUP:
        printf("\nSIGHUP (%i) (\"hang-up\") signal caught.\n", signal);
        break;
    default:
        printf("\nUnk signal (%i) caught.\n", signal);
        break;
    }

    // DO PROGRAM CLEANUP HERE


    exit(signal);
}

/// @brief      Set a new signal handler action for a given signal
/// @details    Only update the signals with our custom handler if they are NOT set to "signal ignore" (`SIG_IGN`),
///             which means they are currently intentionally ignored. GCC recommends this "because non-job-control
///             shells often ignore certain signals when starting children, and it is important for children
///             to respect this." See
///             https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Basic-Signal-Handling.html#Basic-Signal-Handling
///             and https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Sigaction-Function-Example.html.
///             Note that termination signals can be found here:
///             https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Termination-Signals.html#Termination-Signals
/// @param[in]  signal  Signal to set to this action
/// @param[in]  action  Pointer to sigaction struct, including the callback function inside it, to attach to this signal
/// @return     None
static inline void set_sigaction(int signal, const struct sigaction *action)
{
    struct sigaction old_action;

    // check current signal handler action to see if it's set to SIGNAL IGNORE
    sigaction(signal, NULL, &old_action);
    if (old_action.sa_handler != SIG_IGN)
    {
        // set new signal handler action to what we want
        int ret_code = sigaction(signal, action, NULL);
        if (ret_code == -1)
        {
            printf(LOG_FORMAT_STR "sigaction failed when setting signal to %i;\n"
                   "  errno = %i: %s\n", LOG_LOCATION, signal, errno, strerror(errno));
        }
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    //...

    // Register callbacks to handle kill signals; prefer the Linux function `sigaction()` over the C function
    // `signal()`: "It is better to use sigaction if it is available since the results are much more reliable."
    // Source: https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Basic-Signal-Handling.html#Basic-Signal-Handling
    // and https://stackoverflow.com/questions/231912/what-is-the-difference-between-sigaction-and-signal/232711#232711.
    // See here for official gcc `sigaction()` demo, which this code is modeled after:
    // https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Sigaction-Function-Example.html

    // Set up the structure to specify the new action, per GCC's demo.
    struct sigaction new_action;
    new_action.sa_handler = termination_handler; // set callback function
    sigemptyset(&new_action.sa_mask);
    new_action.sa_flags = 0;

    // SIGINT: ie: Ctrl + C kill signal
    set_sigaction(SIGINT, &new_action);
    // SIGTERM: termination signal--the default generated by `kill` and `killall`
    set_sigaction(SIGTERM, &new_action);
    // SIGHUP: "hang-up" signal due to lost connection
    set_sigaction(SIGHUP, &new_action);

    //...
}

2。对于signal()来说，尽管如上所述，虽然它不是连接信号处理程序的好方法，但知道如何使用它仍然是很好的。

这是复制粘贴的GCC演示代码，因为它和即将获得的一样好：

#include <signal.h>

void
termination_handler (int signum)
{
  struct temp_file *p;

  for (p = temp_file_list; p; p = p->next)
    unlink (p->name);
}

int
main (void)
{
  …
  if (signal (SIGINT, termination_handler) == SIG_IGN)
    signal (SIGINT, SIG_IGN);
  if (signal (SIGHUP, termination_handler) == SIG_IGN)
    signal (SIGHUP, SIG_IGN);
  if (signal (SIGTERM, termination_handler) == SIG_IGN)
    signal (SIGTERM, SIG_IGN);
  …
}

要注意的主要链接：

1. 标准信号：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Standard-Signals.html#Standard-Signals
   1. 终止信号：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Termination-Signals.html#Termination-Signals
2. 基本信号处理，包括官方GCC signal()的使用示例：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Basic-Signal-Handling.html#Basic-Signal-Handling
3. 官方GCC sigaction()的使用示例：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Sigaction-Function-Example.html
4. 信号集，包括sigemptyset()和sigfillset()；我仍然不太了解这些内容，但知道它们很重要：https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Signal-Sets.html

另请参见：

1. TutorialsPoint C ++信号处理[具有出色的演示代码]：https://www.tutorialspoint.com/cplusplus/cpp_signal_handling.htm
2. https://www.tutorialspoint.com/c_standard_library/signal_h.htm