工作点滴（五）Linux多线程编程中的信号问题

0 引言

由于工作保密原因，只简单介绍下背景：

本系统中有一个进程A，A中又分别生成5个线程分别为a，b，c，d和e。

其中，

a是主线程（也可以叫做进程A），采用epoll（select）通过socket负责和其他进程间的通信。

b是计时器线程，通过alarm调用产生信号中断来进行计时。（主要是通过类似如下代码进行）

signal(SIGALRM,timer_handle);

if(setitimer(ITIMER_REAL,&gTimerVal,NULL) == -1)
printf("setitimer error! ");

c，d和e是其他工作线程。

1 问题产生

如果初始化的时候将b线程（计时器线程）打开。

在a线程的socket的通信中就会产生“Interrupted system call”（中文的意思：系统调用被中断）。

如果关闭b线程，该bug就不会产生。

2 分析问题

通过研究epoll及signal原理，发现是由于多线程调用的信号问题产生。

3 解决问题

通过在a线程中设置中断屏蔽即可解决，同时不影响其他线程接受signal。

代码如下：

...

struct sigaction action;
bzero(&action,sizeof(action));
action.sa_sigaction = siga_handler;
sigset_t set;
sigemptyset(&set)
sigaddset(&set,SIGALRM);
//sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
action.sa_mask = set;
action.sa_flags = SA_SIGINFO;
// if(sigaction(SIGINT,&action,NULL)==-1)perror("error"),exit(-1);
if(sigaction(SIGALRM,&action,NULL)==-1)perror("error"),exit(-1);
         ...

4 总结

4.1 Linux 多线程应用中，每个线程可以通过调用

pthread_sigmask()

设置本线程的信号掩码。一般情况下，被阻塞的信号将不能中断此线程的执行，除非此信号的产生是因为程序运行出错如 SIGSEGV；另外不能被忽略处理的信号 SIGKILL 和 SIGSTOP 也无法被阻塞。

4.2 当一个线程调用

pthread_create()

创建新的线程时，此线程的信号掩码会被新创建的线程继承。

4.3 信号安装最好采用sigaction方式，sigaction，是为替代signal 来设计的较稳定的信号处理，signal的使用比较简单。signal(signalNO,signalproc);

不能完成的任务是：1.不知道信号产生的原因；

                                    2.处理信号中不能阻塞其他的信号

而signaction，则可以设置比较多的消息。尤其是在信号处理函数过程中接受信号，进行何种处理。

sigaction函数用于改变进程接收到特定信号后的行为。
4.4 sigprocmask函数只能用于单线程，在多线程中使用pthread_sigmask函数。

4.5 信号是发给进程的特殊消息，其典型特性是具有异步性。

4.6 信号集代表多个信号的集合，其类型是sigset_t。

4.7 每个进程都有一个信号掩码（或称为信号屏蔽字），其中定义了当前进程要求阻塞的信号集。

4.8 所谓阻塞，指Linux内核不向进程交付在掩码中的所有信号。于是进程可以通过修改信号掩码来暂时阻塞特定信号的交付，被阻塞的信号不会影响进程的行为直到该信号被真正交付。

4.9 忽略信号不同于阻塞信号，忽略信号是指Linux内核已经向应用程序交付了产生的信号，只是应用程序直接丢弃了该信号而已。

5 程序实例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <pthread.h>

struct sigaction act;

void catchctrlc(int signo)
{
char msg[]="Ctrl-C entered!\n";
char errmsg[]="Failed to restore SIGINT\n";
int msglen = sizeof(msg);
int emsglen = sizeof(errmsg);

act.sa_handler = SIG_DFL;
write(STDERR_FILENO,msg,msglen);

if(sigaction(SIGINT,&act,NULL) == -1)
write(STDERR_FILENO,errmsg,emsglen);
}

int main()
{
act.sa_handler = catchctrlc;
act.sa_flags = 0;

if((sigemptyset(&act.sa_mask) == -1) ||
(sigaction(SIGINT,&act,NULL) == -1))
perror("Failed to set SIGINT to handle Ctrl-c");

for(;;)
;
return 0;
}

运行结果：

lab@ubuntu:~/ctest/signal$ ./cc //运行程序
//回车
^CCtrl-C entered!               //第一次按Ctrl+c
//回车
^C                             //第二次按Ctrl+c
lab@ubuntu:~/ctest/signal$