帶有長信號處理器（SIGALARM）的定時器問題

Question

有一個定時器每隔1秒發出一次信號SIGALARM。睡覺 秒的信號處理程序已註冊。怎麼了？具體來說，我有以下代碼，其中進程運行多個線程。有趣的是，使用這個長信號處理程序，看起來其他線程被阻止執行......任何人都可以解釋爲什麼這是這種情況？

#include <unistd.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> //rand 
#include <sys/wait.h> 
#include <time.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <pthread.h> 
#define NUM_THREADS 2 

int init_timer(int real_time, int msec) { 
    struct itimerval timeslice; 
    timeslice.it_interval.tv_sec = msec/1000; 
    timeslice.it_interval.tv_usec = (msec % 1000) * 1000; 
    timeslice.it_value.tv_sec = msec/1000; 
    timeslice.it_value.tv_usec = (msec % 1000) * 1000; 
    setitimer(real_time ? ITIMER_REAL : ITIMER_VIRTUAL, &timeslice, NULL); 
    return 0; 
} 

void install_handler(int signo, void(*handler)(int)) { 
    sigset_t set; 
    struct sigaction act; 

    /* Setup the handler */ 
    act.sa_handler = handler; 
    act.sa_flags = SA_RESTART; 
    sigaction(signo, &act, 0); 

    /* Unblock the signal */ 
    sigemptyset(&set); 
    sigaddset(&set, signo); 
    sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL); 
    return; 
} 

void timerTest(int signo) 
{ 
    printf("000\n"); 
    sleep(1); 
    printf("111\n"); 
} 

void * threadTest(void * threadId) 
{ 
    while(true) 
    { 
     printf("222\n"); 
    } 
} 

int main(int argc, char *argv[]) { 
    int real_time = 1; 
    int tick_msec = 10; 
    init_timer(real_time, tick_msec); 
    install_handler(real_time ? SIGALRM : SIGVTALRM, &timerTest); 

    pthread_t threads[NUM_THREADS]; 
    int rc; 
    long t; 
    for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) { 
     rc = pthread_create(&threads[t], NULL, threadTest, (void *) t); 
     if (rc) { 
      exit(-1); 
     } 
    } 

    void * status; 
    for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) { 
     rc = pthread_join(threads[t], &status); 
     if (rc) { 
      exit(-1); 
     } 
    } 
    pthread_exit(NULL); 
} 

打印：

222 
222 
222 
222 
... 
222 
000 
111 
000 
111 
... 

不會有222發生第111後？爲什麼這樣？

Answer 1

信號被傳遞到一個特定的線程，所以信號處理程序運行在一個特定的線程（信號傳遞到的線程）。如果信號傳送到寫出222\n的線程，那麼該線程必須停止寫出222\n並運行信號處理程序。您的示例信號處理程序需要一整秒的時間才能運行，因此這是整個秒，在此期間該線程可能不會寫出222\n。

此外，由於您正在使用printf來寫出所有這些字節，因此在libc中會執行一些鎖定。由於printf不是「異步信號安全」功能，因此實際上未定義如果您在信號處理程序中使用它，會發生什麼情況。你觀察到的行爲的一個可能的解釋是這個。如果信號在線程持有stdout鎖的同時傳遞給線程，則其他線程將無法寫入stdout，直到處理程序返回並且該鎖可以通過在該線程中運行的「正常」代碼釋放。但是，在這種情況下，信號處理程序仍然可以寫入標準輸出，因爲鎖定是可以重複獲取任何特定線程的一個rlock。不過，這取決於具體的平臺，C庫，線程庫或月相。儘管你的例子很容易轉換爲使用write（2），但它顯示了或多或少相同的問題行爲，或多或少具有相同的修復方法，並且不依賴於未定義的行爲。

如果SIG_BLOCK在222\n線程計時器信號，然後將信號處理程序將始終在主線程中運行，你會繼續得到222\n輸出，而信號處理程序休眠。

Seth在使用信號處理程序中的安全函數方面也做了很好的工作。使用任何其他方式意味着您的程序的行爲是不確定的。

Answer 2

通常情況下，當您處於信號處理程序中時，信號（或至少該信號）被阻塞。在信號處理器中做非常不好的主意。通常你應該設置一個變量或類似的東西，然後處理信號，一旦你在正常的代碼路徑。

請參閱sigaction的SA_NODEFER標誌，以便在信號處理程序中允許或拒絕接收信號。

還有一些函數可以從信號處理程序中安全地調用。信號（7）手冊頁描述了這一點。 「一個信號處理函數必須非常小心，因爲在其他地方的處理可能會在程序執行的某個任意點被中斷，POSIX的概念是」安全函數「，如果一個信號中斷了一個不安全函數的執行，調用一個不安全的函數，那麼程序的行爲是未定義，其從信號處理程序內部破碎調用一個不安全功能「

的程序。在某些機器上，它會 「工作」;在別人身上會發現coredump。它可以做任何事情，包括重新格式化磁盤，讓用戶使用 磨損的Barry Manilow唱片倒退，或者在達拉斯放棄tacnuke 。嘗試調用不安全的函數會將程序置於未定義行爲的黃昏區域。

道歉對鼠標。

Answer 3

在信號處理程序中使用printf是不正確的。

關於要處理SIGALARM的線程，您可能會發現有關信號阻塞here的一些有用信息。這篇文章包含啓發Linux內核代碼。本質上，信號由主線程處理，如果它想要接收它的話。如果不是，它將由任何其他需要它的線程處理。您可以使用線程屏蔽特定信號pthread_sigmask(3)