C++ Signaalverwerking onder de knie: Veilige interruptafhandeling en schone programmaterminatie

Wat zijn signalen?

Signalen zijn interrupts die aan een proces worden geleverd door het besturingssysteem en die een programma voortijdig kunnen beëindigen. U kunt interrupts genereren door op Ctrl+C te drukken op een UNIX-, Linux-, Mac OS X- of Windows-systeem.

Er zijn signalen die niet door het programma kunnen worden opgevangen, maar hier is een lijst met signalen die u wel in uw programma kunt vangen en waarop u passende acties kunt ondernemen. Deze signalen zijn gedefinieerd in de C++-header <csignal>.

De signal()-functie

De C++ signal-handling bibliotheek biedt de functie signal om onverwachte gebeurtenissen af te vangen. De syntaxis is als volgt:

void (*signal (int sig, void (*func)(int)))(int);

Vereenvoudigd ontvangt deze functie twee argumenten: het eerste is een integer die het signalenummer vertegenwoordigt, het tweede is een pointer naar de signal-handler functie.

Laten we een eenvoudig C++-programma schrijven waarin we het SIGINT-signaal vangen met de signal()-functie. Elk signaal dat u wilt afvangen, moet u registreren met de signal-functie en koppelen aan een signal-handler. Bestudeer het volgende voorbeeld:

#include <iostream>
#include <csignal>
using namespace std;

void signalHandler(int signum) {
    cout << "Interrupt signal (" << signum << ") ontvangen.\n";
    // opruimen en afsluiten
    exit(signum);
}

int main() {
    // registreer signaal SIGINT en signal handler
    signal(SIGINT, signalHandler);
    while(1) {
        cout << "Ga slapen...." << endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

Wanneer de bovenstaande code wordt gecompileerd en uitgevoerd, produceert het het volgende resultaat:

Ga slapen....
Ga slapen....
Ga slapen....

Druk nu op Ctrl+C om het programma te onderbreken. U ziet dat het programma het signaal vangt en afsluit met een bericht als:

Ga slapen....
Ga slapen....
Ga slapen....
Interrupt signal (2) ontvangen.

De raise()-functie

U kunt signalen ook zelf genereren met de functie raise(), die een integer signaalnummer als argument neemt en de volgende syntaxis heeft:

int raise (signal sig);

Hierbij is sig het signaalnummer dat u wilt sturen: SIGINT, SIGABRT, SIGFPE, SIGILL, SIGSEGV, SIGTERM, SIGHUP. Hieronder een voorbeeld waarin we intern een signaal opwekken met raise():

#include <iostream>
#include <csignal>
using namespace std;

void signalHandler(int signum) {
    cout << "Interrupt signal (" << signum << ") ontvangen.\n";
    // opruimen en afsluiten
    exit(signum);
}

int main() {
    int i = 0;
    signal(SIGINT, signalHandler);
    while(++i) {
        cout << "Ga slapen...." << endl;
        if(i == 3) {
            raise(SIGINT);
        }
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

De uitvoer zal zijn:

Ga slapen....
Ga slapen....
Ga slapen....
Interrupt signal (2) ontvangen.