信号处理程序陷入无限循环的原因及机制疑问

核心误解澄清 #

• 信号掩码的作用不是丢弃信号，而是暂时挂起信号的递送，直到信号掩码不再包含该信号（通常是信号处理程序执行完毕，内核自动恢复掩码）。
• 默认情况下，当进程进入某个信号的处理程序时，内核会自动将该信号加入当前进程的信号掩码，防止处理过程中嵌套触发同类型信号，但这一屏蔽仅在处理程序运行期间有效；处理程序退出后，掩码会恢复为之前的状态，所有被挂起的信号会立即被递送。

测试代码的无限循环原因 #

你的代码中，两个信号处理程序互相发送对方的信号，形成了持续的挂起信号递送链：

1. main函数中调用kill(getpid(), SIGTSTP)，触发ctrlZHandler，此时内核将SIGTSTP加入进程的信号掩码。
2. 在ctrlZHandler中发送SIGINT，触发ctrlCHandler，内核将SIGINT也加入信号掩码（此时掩码同时包含SIGTSTP和SIGINT）。
3. 在ctrlCHandler中发送SIGTSTP，由于SIGTSTP处于当前掩码中，这个信号会被挂起，不会立即触发处理程序。
4. ctrlCHandler执行完毕退出，内核恢复到ctrlZHandler执行时的掩码状态（仅包含SIGTSTP），继续执行ctrlZHandler的剩余代码直到退出。
5. ctrlZHandler退出后，内核恢复main函数的原始信号掩码（不包含SIGTSTP和SIGINT），此时之前挂起的SIGTSTP会立即被递送，再次进入ctrlZHandler，重复上述流程，形成无限循环，永远无法执行main中后续的cout语句。

SIGFPE与SIGINT测试的循环现象解释 #

当两个信号处理程序互相发送对方信号时，逻辑和上述案例一致：

• 进入SIGFPE处理程序时，SIGFPE被加入掩码，此时发送SIGINT会触发其处理程序，SIGINT也被加入掩码。
• 在SIGINT处理程序中发送SIGFPE，该信号会因SIGFPE在掩码中而被挂起。
• SIGINT处理程序退出后，恢复到SIGFPE处理程序的掩码，SIGFPE处理程序退出后恢复原始掩码，挂起的SIGFPE被递送，再次触发处理程序，如此交替循环。

你的预期偏差在于：误以为信号掩码会永久阻止同类型信号的触发，但实际上掩码只是在处理程序运行期间临时屏蔽，处理程序退出后，所有被挂起的信号都会被立即递送，从而导致循环触发。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shay