信号处理

像命令行应用程序这样的进程需要对操作系统发送的信号做出反应。最常见的例子可能是 Ctrl+C，这个信号通常告诉进程终止。要在 Rust 程序中处理信号，您需要考虑如何接收这些信号以及如何对它们做出反应。

操作系统之间的差异

在 Unix 系统（如 Linux、macOS 和 FreeBSD）上，进程可以接收信号。它可以以默认（操作系统提供）的方式对它们做出反应，捕获信号并以程序定义的方式处理它们，或者完全忽略信号。

Windows 没有信号。您可以使用控制台处理程序来定义在事件发生时执行的回调。还有结构化异常处理，它处理所有类型的系统异常，例如除以零、无效访问异常、堆栈溢出等等。

首先：处理 Ctrl+C

ctrlc 箱子正如其名：它允许您以跨平台的方式对用户按下 Ctrl+C 做出反应。使用该箱子的主要方法是

use std::{thread, time::Duration};

fn main() {
    ctrlc::set_handler(move || {
        println!("received Ctrl+C!");
    })
    .expect("Error setting Ctrl-C handler");

    // Following code does the actual work, and can be interrupted by pressing
    // Ctrl-C. As an example: Let's wait a few seconds.
    thread::sleep(Duration::from_secs(2));
}

当然，这并没有什么用：它只打印一条消息，但不会停止程序。

在实际程序中，最好在信号处理程序中设置一个变量，然后在程序的各个地方检查它。例如，您可以在信号处理程序中设置一个 Arc<AtomicBool>（一个在线程之间共享的布尔值），并在热循环中或等待线程时定期检查它的值，并在它变为真时中断。

处理其他类型的信号

ctrlc 箱子只处理 Ctrl+C，或者在 Unix 系统上称为 SIGINT（“中断”信号）。要对更多 Unix 信号做出反应，您应该查看 signal-hook。它的设计在这篇博文中有描述，它是目前社区支持最广泛的库。

这是一个简单的例子

use signal_hook::{consts::SIGINT, iterator::Signals};
use std::{error::Error, thread, time::Duration};

fn main() -> Result<(), Box<dyn Error>> {
    let mut signals = Signals::new(&[SIGINT])?;

    thread::spawn(move || {
        for sig in signals.forever() {
            println!("Received signal {:?}", sig);
        }
    });

    // Following code does the actual work, and can be interrupted by pressing
    // Ctrl-C. As an example: Let's wait a few seconds.
    thread::sleep(Duration::from_secs(2));

    Ok(())
}

使用通道

与其设置一个变量并让程序的其他部分检查它，不如使用通道：您可以创建一个通道，每当收到信号时，信号处理程序就会向其中发出一个值。在您的应用程序代码中，您可以使用此通道和其他通道作为线程之间的同步点。使用 crossbeam-channel，它看起来像这样

use std::time::Duration;
use crossbeam_channel::{bounded, tick, Receiver, select};
use anyhow::Result;

fn ctrl_channel() -> Result<Receiver<()>, ctrlc::Error> {
    let (sender, receiver) = bounded(100);
    ctrlc::set_handler(move || {
        let _ = sender.send(());
    })?;

    Ok(receiver)
}

fn main() -> Result<()> {
    let ctrl_c_events = ctrl_channel()?;
    let ticks = tick(Duration::from_secs(1));

    loop {
        select! {
            recv(ticks) -> _ => {
                println!("working!");
            }
            recv(ctrl_c_events) -> _ => {
                println!();
                println!("Goodbye!");
                break;
            }
        }
    }

    Ok(())
}

使用期货和流

如果您使用的是 tokio，您很可能已经在使用异步模式和事件驱动的设计编写应用程序。与其直接使用 crossbeam 的通道，不如启用 signal-hook 的 tokio-support 功能。这允许您在 signal-hook 的 Signals 类型上调用 .into_async() 以获得一个实现 futures::Stream 的新类型。

在处理第一个 Ctrl+C 时收到另一个 Ctrl+C 时该怎么办

大多数用户会按下 Ctrl+C，然后给您的程序几秒钟的时间退出，或者告诉他们发生了什么。如果这没有发生，他们会再次按下 Ctrl+C。典型的行为是让应用程序立即退出。