c++ 在不使用全局变量的情况下捕获 ctrl+c

Question

为了更容易解释，我已经简化了我的示例。我正在编写一个计数为 100 的应用程序，但在任何给定时间，我都允许用户通过键盘输入 ctrl+c 来取消该程序。

由于我对函数指针缺乏了解，最初看似简单的程序很快变得复杂起来。这就是我正在尝试做的：

1. 按下ctrl+c时捕获SIGINT信号。
2. 捕获后，调用一个成员函数来关闭第三方资源。

问题在于，与Michael Haidl 和Grijesh Chauhan 给出的捕获SIGINT 的两个示例不同，我不允许存储任何全局变量。理想的情况是，与signal() 相关的所有变量和函数调用都封装在我的一个类中。

这是我基于 Haidl 和 Grijesh 的 代码的修改尝试：

#include <thread>
#include <chrono>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <signal.h>

class MyClass {
    public:
        volatile sig_atomic_t cancel = 0;
        void sig_handler(int signal) { 
            cancel = true; 
            this->libCancel();
        }   
        void libCancel() { std::cout << "Cancel and cleanup" << std::endl; }
};

int main(int argc, char *argv[]) {

  MyClass mc; 
  //using std::placeholders::_1;
  //std::function<void(int)> handler = std::bind(&MyClass::sig_handler, mc, _1);
  //signal(SIGINT, handler);
  signal(SIGINT, &mc.sig_handler); // **compiler error** 

  for (int i = 0; !mc.cancel && i < 100; ++i)
  {
      std::cout << i << std::endl;
      std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
  }
  return 0;
}

如您所见，我希望代码简单地数到 100 并在一切顺利时退出。但是如果用户调用ctrl+c，那么该类应该处理SIGINT，调用外部库进行清理，for 循环将退出。

主要问题是我似乎无法设置signal() 声明来绑定到我的MyClass::sig_handler 实例。我什至尝试将我的成员函数转换为 std::function 以供 signal() 使用，注释掉了，但编译器对 C++ function<void(int)> 不等同于 C 语言 void (*)(int) 的事实并不满意。

欢迎任何批评。我完全不依赖于我所写的内容，而且对于如何将函数指针与成员函数一起使用，我显然没有很好的基本理解。

Answer 1

无法使用局部变量在信号处理程序和程序的其余部分之间进行通信。除了引发的信号之外，没有任何参数传递给处理程序，并且处理程序不返回任何值。

“全局变量”这个词有些含糊。人们有时会根据上下文表达不同的意思。如果您的限制仅适用于全局范围，则只需在某个命名空间中使用 volatile sig_atomic_t。如果您愿意，也可以使用静态成员变量。

如果您的限制适用于静态存储持续时间，那么您可以改用线程局部变量。

如果您的限制适用于所有全局内存，那么使用信号处理程序将无法解决您的问题。您只需要某种全局变量。

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如果您可以依赖 POSIX 而不是 C++ 标准，那么在没有全局变量的情况下处理 SIGINT 的一种方法是确保它不被处理，并使用 sigwait 阻塞线程。如果调用返回SIGINT，则停止程序，否则对捕获的信号执行您想要执行的操作。

当然，这意味着阻塞线程除了等待信号不做任何事情。您需要在其他线程中完成实际工作。

不过，从技术上讲，可能仍在使用全局内存。使用只是隐藏在系统库中。

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此外，在信号处理程序中使用std::cout 是不安全的。我知道这只是一个例子，但是“调用外部库进行清理”很可能也是异步信号不安全的。

这可以通过在 for 循环外部而不是在处理程序内部调用清理来解决。

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主要问题是我似乎无法设置 signal() 声明以绑定到我的 MyClass::sig_handler 实例。

这是因为signal 需要一个函数指针（void(int) 类型）。非静态成员函数不能被函数指针指向。它们只能由成员函数指针指向，signal 不接受。