Golang信号处理实战

来源:这里教程网 时间:2026-02-16 11:40:33 作者:
1. 为什么需要信号处理2. 核心 API3. 基本使用示例:监听SIGINT(Ctrl+C)和SIGTERM(kill)4. 使用NotifyContext优雅退出5. 高级用法5.1 忽略信号5.2 动态取消订阅5.3 同时监听多个信号6. 原理机制7. 最佳实践8. 实战案例:优雅关闭 HTTP 服务器

1. 为什么需要信号处理

在类 Unix 系统中,信号(Signal)是一种异步通知机制,内核通过它告诉进程发生了某种事件,比如:

终止进程SIGTERM(kill 发送的默认信号)、SIGINT(Ctrl+C)挂起/恢复SIGTSTP(Ctrl+Z)重新加载配置SIGHUP自定义信号SIGUSR1SIGUSR2

如果不处理,进程会使用 默认行为(可能直接退出)。
os/signal 包让我们在用户态捕获这些信号,并执行自定义逻辑(比如优雅退出、保存状态、重载配置等)。

2. 核心 API

函数功能常见用途
Notify(c chan<- os.Signal, sig ...os.Signal)将指定信号转发到 c订阅信号
Stop(c chan<- os.Signal)停止向 c 转发信号取消订阅
Ignore(sig ...os.Signal)忽略信号(不再转发给程序)屏蔽特定信号
Reset(sig ...os.Signal)恢复信号默认行为信号处理恢复默认
NotifyContext(ctx, sig...)返回会在收到信号时自动 cancel 的 Context优雅退出

3. 基本使用

示例:监听SIGINT(Ctrl+C)和SIGTERM(kill)

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"os/signal"
	"syscall"
)

func main() {
	sigChan := make(chan os.Signal, 1)

	// 订阅两个信号
	signal.Notify(sigChan, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)

	fmt.Println("程序启动,等待信号...")

	sig := <-sigChan // 阻塞等待
	fmt.Println("收到信号:", sig)

	fmt.Println("执行清理逻辑...")
	// 这里做关闭文件、断开连接等操作

	fmt.Println("程序退出")
}

运行:

go run main.go
# Ctrl+C 或 kill PID 会触发信号

4. 使用NotifyContext优雅退出

Go 1.16+ 引入的 NotifyContext 结合 context 让信号处理更简洁。

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"os/signal"
	"syscall"
	"time"
)

func main() {
	ctx, stop := signal.NotifyContext(context.Background(),
		syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
	defer stop()

	fmt.Println("程序启动,等待信号...")

	// 模拟业务协程
	go func() {
		for {
			select {
			case <-ctx.Done():
				fmt.Println("业务收到退出信号,清理中...")
				time.Sleep(1 * time.Second)
				fmt.Println("业务清理完成")
				return
			default:
				fmt.Println("业务运行中...")
				time.Sleep(2 * time.Second)
			}
		}
	}()

	<-ctx.Done() // 阻塞,直到信号触发
	fmt.Println("主程序退出")
}

好处:

自动取消 context不用自己建 channel多个 goroutine 可同时感知退出

5. 高级用法

5.1 忽略信号

signal.Ignore(syscall.SIGPIPE) // 忽略管道断开

5.2 动态取消订阅

signal.Stop(sigChan) // 取消 channel 的订阅

5.3 同时监听多个信号

signal.Notify(sigChan) // 不指定信号时,监听所有信号

不推荐监听全部信号,可能会拦截 SIGKILL、SIGSTOP 等无法处理的信号。

6. 原理机制

简化版流程:

    Notify 注册信号 → 调用 runtime 的 enableSignal(n)runtime 捕获信号后调用 process()process 遍历所有 channel handler,非阻塞发送信号。Stop 时调用 disableSignal(n),等待 runtime 信号队列清空(signalWaitUntilIdle())。

特点:

非阻塞投递:channel 必须有缓冲,否则可能丢信号。引用计数:多个 channel 可监听同一信号,ref=0 时才会真正停止捕获。bitmask 存储:handler 用 bit 位记录关注的信号,内存占用小。

7. 最佳实践

    总是用缓冲 channel

    make(chan os.Signal, 1)
    

    避免信号丢失。

    优雅退出而不是强杀
    SIGTERM 里做清理,配合 context 实现安全收尾。

    避免监听全部信号
    只订阅需要的信号,避免影响系统默认行为。

    多 goroutine 协同
    NotifyContext 让所有协程通过 <-ctx.Done() 感知退出。

    容器化部署必备
    Docker 默认用 SIGTERM 停止容器,业务代码应处理此信号。

8. 实战案例:优雅关闭 HTTP 服务器

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"net/http"
	"os/signal"
	"syscall"
	"time"
)

func main() {
	srv := &http.Server{Addr: ":8080"}

	// 启动 HTTP 服务
	go func() {
		fmt.Println("HTTP 服务启动在 :8080")
		if err := srv.ListenAndServe(); err != nil && err != http.ErrServerClosed {
			fmt.Println("HTTP 服务器出错:", err)
		}
	}()

	// 信号监听
	ctx, stop := signal.NotifyContext(context.Background(),
		syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
	defer stop()

	<-ctx.Done() // 等待信号
	fmt.Println("收到退出信号,正在关闭服务器...")

	// 设置超时的优雅关闭
	shutdownCtx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
	defer cancel()

	if err := srv.Shutdown(shutdownCtx); err != nil {
		fmt.Println("服务器关闭错误:", err)
	}

	fmt.Println("服务器已优雅退出")
}

这样写的好处:

支持 Ctrl+C / kill容器化部署时能优雅退出确保连接处理完成后再关闭

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