Linux下C语言如何屏蔽Ctrl+C信号？

在Linux环境下,Ctrl+C组合键会向当前终端的前台进程发送SIGINT信号（信号值为2），该信号的默认行为是终止进程，若需屏蔽Ctrl+C（即阻止进程因SIGINT信号而终止，并自定义处理逻辑），核心思路是通过信号处理机制捕获或忽略SIGINT信号，以下是具体实现方法及注意事项。

信号处理基础

Linux中的信号是异步通信机制,SIGINT信号由终端驱动程序在用户按下Ctrl+C时触发，要屏蔽其默认终止行为，需通过编程修改进程对SIGINT信号的处理方式，主要涉及signal()和sigaction()两个函数。

使用signal()函数处理SIGINT

signal()是简单的信号设置接口，其原型为：

void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);

signum为信号编号（如SIGINT），handler为处理函数指针，可传入三个值：

• SIG_IGN：忽略信号（进程收到SIGINT后无反应）；
• SIG_DFL：恢复默认行为（终止进程）；
• 自定义函数指针：捕获信号并执行自定义逻辑。

示例代码：捕获SIGINT并打印信息

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void handle_sigint(int sig) {
    printf("nCaught SIGINT! Do not exit.n");
    // 可在此添加自定义逻辑（如设置退出标志、清理资源等）
}
int main() {
    // 注册SIGINT信号处理函数
    if (signal(SIGINT, handle_sigint) == SIG_ERR) {
        perror("signal failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while (1) {
        printf("Running... Press Ctrl+C to test.n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

说明：编译运行后，按Ctrl+C不会终止进程，而是打印提示信息并继续运行，需注意，signal()存在线程安全问题，且无法设置信号处理期间的屏蔽集，在复杂场景下（如多线程）可能不稳定。

使用sigaction()函数（推荐）

sigaction()是更现代、更灵活的信号处理接口，支持精细控制信号行为，如设置信号屏蔽集、指定处理标志（如自动重启系统调用）等，其原型为：

int sigaction(int signum, const struct sigaction *oldact, struct sigaction *act);

核心参数struct sigaction定义如下：

示例代码：使用sigaction()捕获SIGINT

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void handle_sigint(int sig) {
    printf("nCaught SIGINT with sigaction! Preparing to exit...n");
    // 执行清理逻辑（如关闭文件、释放内存）
    exit(EXIT_SUCCESS); // 手动退出
}
int main() {
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = handle_sigint;
    sigemptyset(&sa.sa_mask); // 清空信号屏蔽集（不屏蔽其他信号）
    sa.sa_flags = 0; // 不设置特殊标志
    // 注册SIGINT信号处理
    if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) {
        perror("sigaction failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while (1) {
        printf("Running... Press Ctrl+C to test.n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

说明：sigaction()相比signal()的优势在于：

1. 支持信号屏蔽集（sa_mask），可在处理SIGINT时临时屏蔽其他信号（如SIGTERM），避免嵌套触发；
2. 通过sa_flags可控制行为（如SA_RESTART使被中断的read()/write()自动重启）；
3. 线程安全,适合多线程程序。

忽略SIGINT信号（完全屏蔽）

若需完全忽略Ctrl+C（进程无任何响应），可将信号处理函数设置为SIG_IGN：

if (signal(SIGINT, SIG_IGN) == SIG_ERR) {
    perror("signal failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

或使用sigaction()：

struct sigaction sa;
sa.sa_handler = SIG_IGN;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sa.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT, &sa, NULL);

注意：忽略SIGINT后，进程无法通过Ctrl+C终止，需通过kill命令发送其他信号（如SIGKILL）强制终止。

多线程环境下的信号处理

在多线程程序中,信号默认由整个进程处理，可能干扰特定线程，需结合pthread_sigmask()设置线程的信号屏蔽集，确保信号由指定线程处理：

#include <pthread.h>
#include <signal.h>
void* thread_func(void *arg) {
    sigset_t set;
    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set, SIGINT); // 屏蔽SIGINT
    pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); // 设置线程信号屏蔽集
    // 线程其他逻辑
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
    // 主线程捕获SIGINT
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = handle_sigint;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
    pthread_join(tid, NULL);
    return 0;
}

说明：pthread_sigmask()用于控制线程对信号的屏蔽/解除屏蔽，避免信号被非目标线程捕获。

注意事项

1. 异步安全性：信号处理函数中应避免调用非异步安全函数（如malloc()、printf()等），建议使用volatile sig_atomic_t类型的全局变量传递信号状态，在主循环中处理逻辑。

   volatile sig_atomic_t stop = 0;
   void handle_sigint(int sig) { stop = 1; }
   int main() {
       signal(SIGINT, handle_sigint);
       while (!stop) { /* 正常工作 */ }
       return 0;
   }

2. 信号恢复：若需在处理信号后恢复默认行为，可在处理函数中调用signal(SIGINT, SIG_DFL)或使用sigaction()的SA_RESETHAND标志。
3. 资源清理：若需优雅退出，应在信号处理函数中释放资源（如关闭文件、释放内存），避免资源泄漏。

相关问答FAQs

问1：屏蔽Ctrl+C后，如何让程序正常退出？
答：可通过设置全局退出标志（volatile sig_atomic_t类型），在信号处理函数中修改标志位，主循环检测到标志位后执行清理逻辑并退出。

volatile sig_atomic_t exit_flag = 0;
void handle_sigint(int sig) { exit_flag = 1; }
int main() {
    signal(SIGINT, handle_sigint);
    while (!exit_flag) {
        // 正常工作
    }
    // 清理资源（如关闭文件、释放内存）
    return 0;
}

这样,按Ctrl+C后，主循环会检测到exit_flag为1，主动退出并执行清理逻辑。

问2：为什么多线程程序中不推荐使用signal()处理信号？
答：signal()函数在多线程环境中存在以下问题：

1. 线程不安全：signal()的信号处理行为可能受其他线程干扰，导致信号处理函数未正确注册或调用；
2. 无法指定处理线程：信号默认由随机线程捕获，可能干扰线程的独立逻辑；
3. 功能局限：无法设置信号屏蔽集或处理标志（如SA_RESTART）。
   相比之下，sigaction()配合pthread_sigmask()可安全、精细地控制信号处理，适合多线程场景。