SIGUSR1信号课堂练习：预测输出与实际输出不符的原因排查

你预测的错误核心在于忽略了信号处理期间的自动阻塞机制——当一个信号处理函数正在执行时，同类型的信号会被系统自动阻塞，不会立即触发新的处理，而是被挂起，直到当前信号处理函数执行完毕后才会被递送。下面我们一步步拆解代码的执行流程，看清每一步的变量变化：

初始状态 #

全局变量：num=0，y=1
main函数注册SIGUSR1的处理函数后，调用f()。

步骤1：第一次进入f() #

num=0≠2，执行kill(pid, SIGUSR1)发送信号。此时系统暂停f()的执行，切换到signal_hand处理信号。

注意：此时系统会自动将SIGUSR1加入进程的信号掩码，后续收到的SIGUSR1会被挂起，直到当前信号处理完成。

步骤2：第一次执行signal_hand #

1. 重新注册SIGUSR1处理函数（避免某些系统默认重置信号处理行为）；
2. num自增为1；
3. 调用f()（第二次进入f()）：
   • num=1≠2，执行kill(pid, SIGUSR1)发送信号，但此时SIGUSR1被阻塞，这个信号不会立即处理，只是被挂起；
   • 执行return 2*y，当前y=1，所以返回2；
4. y = y * f() → y=1*2=2；
5. signal_hand执行完毕，返回。此时系统移除信号掩码中的SIGUSR1，之前挂起的SIGUSR1被递送，暂停之前的f()第一次执行，进入signal_hand第二次。

步骤3：第二次执行signal_hand #

1. 重新注册SIGUSR1处理函数；
2. num自增为2；
3. 调用f()（第三次进入f()）：
   • num==2，直接返回当前的y=2；
4. y = y * f() → y=2*2=4；
5. signal_hand执行完毕，返回，回到被暂停的f()第一次执行。

步骤4：回到第一次f()继续执行 #

执行return 2*y，当前y=4，所以返回2*4=8。

步骤5：main函数输出 #

x接收f()的返回值8，执行printf("num = %d\n", x)，最终输出num=8。

你分析时遗漏的关键细节 #

1. 信号阻塞机制：POSIX系统中，当处理某个信号时，该信号会被自动加入进程的信号掩码，同类型信号会被挂起而非立即嵌套处理。你可能误以为在signal_hand中调用f()发送的信号会立即触发新的信号处理，导致y的计算路径被提前打断，但实际上这些信号要等到当前处理函数完成后才会执行。
2. 变量y的累积时机：由于信号被挂起，第二次signal_hand的执行是在第一次signal_hand完成之后，此时y已经被更新为2，而非你可能假设的保持初始值1，这最终导致f()第一次的返回值被放大到8。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shimon Cohen