在现代操作系统中，信号（Signal）是一种用于进程间通信和控制的重要机制，在C语言中，sigsuspend函数是一个关键的系统调用，它用于临时替换当前的信号屏蔽字并挂起进程，直到捕捉到一个信号为止，本文将详细探讨sigsuspend函数的作用、使用方法以及其在实际应用中的示例。

一、背景知识

什么是信号屏蔽字？

信号屏蔽字（signal mask）定义了一组当前被阻塞的信号集，当一个信号出现在该集合中时，它将被阻塞，不会传递给相应的处理程序，进程可以动态地修改其信号屏蔽字，以控制对不同信号的响应方式。

为什么需要`sigsuspend`？

在某些情况下，进程希望在等待信号时进入休眠状态，同时确保不会丢失任何信号。sigsuspend函数提供了一种机制，可以在原子操作中替换当前的信号屏蔽字并挂起进程，直到捕捉到一个信号为止，这避免了在传统方法中可能出现的信号竞争问题。

二、sigsuspend函数详解

函数原型

#include <signal.h>
int sigsuspend(const sigset_t *mask);

参数说明

mask：指向新的信号屏蔽字的指针。sigsuspend使用该信号屏蔽字替换当前信号屏蔽字，并在捕捉到一个信号后恢复原来的信号屏蔽字。

返回值

sigsuspend总是返回-1，并将errno设置为EINTR，表示函数因信号中断。

错误码

EINTR：表示函数因信号中断。

三、sigsuspend的使用示例

以下是一个简单的示例程序，展示了如何使用sigsuspend函数等待特定信号（例如SIGINT）：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
volatile sig_atomic_t flag = 0;
// 自定义的信号处理函数
void handle_sigint(int sig) {
    printf("Caught signal %d
", sig);
    flag = 1;
}
int main() {
    struct sigaction sa;
    sigset_t new_mask, old_mask, wait_mask;
    // 设置 SIGINT 的处理程序为 handle_sigint
    sa.sa_handler = handle_sigint;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = 0;
    if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) {
        perror("sigaction");
        return 1;
    }
    // 初始化信号集
    sigemptyset(&new_mask);
    sigaddset(&new_mask, SIGINT);
    // 阻塞 SIGINT 信号
    if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &new_mask, &old_mask) == -1) {
        perror("sigprocmask");
        return 1;
    }
    // 初始化等待信号集
    sigemptyset(&wait_mask);
    sigaddset(&wait_mask, SIGINT);
    printf("Waiting for SIGINT...
");
    // 使用 sigsuspend 挂起进程，等待信号
    while (!flag) {
        if (sigsuspend(&wait_mask) != -1) {
            perror("sigsuspend");
            return 1;
        }
    }
    // 恢复原来的信号屏蔽字
    if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_mask, NULL) == -1) {
        perror("sigprocmask");
        return 1;
    }
    printf("Exiting...
");
    return 0;
}

代码解析

1、设置信号处理程序：使用sigaction函数将SIGINT信号的处理程序设置为handle_sigint。

2、初始化信号集：使用sigemptyset和sigaddset初始化新的信号屏蔽字new_mask，并将其设置为阻塞SIGINT信号。

3、阻塞信号：使用sigprocmask函数阻塞SIGINT信号，并保存当前的信号屏蔽字到old_mask。

4、初始化等待信号集：使用sigemptyset和sigaddset初始化等待信号集wait_mask，并将其设置为等待SIGINT信号。

5、挂起进程：使用sigsuspend函数挂起进程，直到捕捉到SIGINT信号为止，在此期间，其他未被阻塞的信号仍会被正常处理。

6、恢复信号屏蔽字：在捕捉到信号后，恢复原来的信号屏蔽字，并继续执行程序。

四、总结

sigsuspend函数提供了一种可靠的信号等待机制，通过临时替换当前的信号屏蔽字并挂起进程，确保在等待信号时不会丢失任何信号，这对于需要精确控制信号处理的应用场景尤为重要，通过合理使用sigsuspend，程序员可以实现高效的信号处理逻辑，提高程序的稳定性和可靠性。