c - Linux 上的 C 多线程信号处理

Question

广泛的问题:我的代码有什么问题，以至于生成的所有信号都没有被两个处理程序线程捕获？

我可怜的问题的不幸细节:我应该编写一些代码，其中包含一个主函数、3 个生成器线程来生成 sig1 和 sig2 类型的信号以及两个信号处理线程。我已经尝试使用下面显示的代码解决这个问题，但我遇到了一些错误。我尝试将 sigaction 与 sigwaitinfo 和 sigwait 一起使用来捕获信号。但是这两种方法似乎都不能正常工作。在附加的代码中，handler1 使用 sigaction 和 sigwaitinfo，handler2 使用 sigwait。但是我试过让两个处理程序都使用其中一个，但我的结果从来没有像我认为的那样。似乎有些信号从未被捕捉到。我的代码有什么问题，以至于所有信号都没有被捕获？这是一个示例输出

样本输出

收到信号 1

收到信号 2

收到信号 1

收到信号 2

收到信号 2

sigSent1==2,sigSent2==7,sigReceived1==2,sigReceived2==3

期望的输出是

可能的期望输出

收到信号 1

收到信号 2

收到信号 1

收到信号 2

收到信号 2

收到信号 1

收到信号 2

收到信号 1

收到信号 2

sigSent1==4,sigSent2==5,sigReceived1==4,sigReceived2==5

对不起，如果这个问题问了很多，但我真的不知道为什么不是所有的信号都被捕获，并且一直在谷歌搜索并测试这个今天和昨天 3 小时以及查看手册页......我可能遗漏了一些明显的东西......

#include<semaphore.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<time.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>
#include<math.h>

/*
   Pre-definitions of functions
 */
void generator();
void handler1();
void handler2();
void reporter();
/*
   Global Variables 
 */
int total_signal_count=0;
int sentSignal1=0;
int sentSignal2=0;
int receivedSignal1=0;
int receivedSignal2=0;
sem_t s_lock;
sem_t r_lock;
sigset_t set;
pthread_mutex_t lock;
pthread_t tid[5];
/*
   Main function
 */
int main(int argc, char ** argv)
{
    int i=0;
    int randomNum=0;
    int error;
    int pid;
    sigset_t mask_all,mask_one,prev_one;
    //Setting up signals 
    //Get Random time
    time_t now;
    time(&now);
    //semaphore is initialized to be global and val 1
    sem_init(&s_lock,0,1);
    sem_init(&r_lock,0,1);
    srand((unsigned) time(&now));
    //Blakc in main thread
    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set,SIGUSR1);
    sigaddset(&set,SIGUSR2);
    pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
    pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
    //Loops until more threads created than 2
    while(i<3)
    {   error=pthread_create(&tid[i],NULL,(void*)generator,NULL);
        if(error!=0)
        {
            printf("failed to create thread\n");
        }
        i++;
    }//end while loop
    while(i<5)
    {
        error=pthread_create(&tid[3],NULL,(void*)handler1,NULL);
        if(error!=0)
        {
            printf("failed to create thread\n");
        }
        error=pthread_create(&tid[4],NULL,(void*)handler2,NULL);
        if(error!=0)
        {
            printf("failed to create thread \n");
        }
        i++;
    }
    //join the threads so main won't return
    i=0;
    int returnVal;
    sleep(10);
    printf("\n sigSent1==%d,sigSent2==%d,sigReceived1==%d,sigReceived2==%d\n",sentSignal1,sentSignal2,receivedSignal1,receivedSignal2);
    while(i<5)//Loops until threads are joined
    {
        //  printf("gonna join %d\n",i);
        pthread_join(tid[i],NULL);
        /*if((returnVal=pthread_join(tid[i],(void**)&returnVal))!=0)
          {
          printf("Error joining thread: %s at %d\n", strerror(returnVal),i);
          }*/
        i++;
    }//end while
    return 0;
}//end of main function
/*
   Generator threads
 */
void generator()
{
    sleep(1);
    int i=3;
    int randomNum=0;
    int val=0;
    int total_signal_c=9997;
    while(total_signal_c<10000)
    {
        usleep(1);
        //Randomly select to generate SIGUSR1 or SIGUSR2
        //Use pthread_kill(tid,SIGUSR1/SIGUSR2) to send the signal to a thread
        //  printf("total_signal_count%d\n",total_signal_c);
        //Create either a sig1 signal or sig2 signal
        randomNum=rand()%2;
        switch(randomNum)
        {
            case 0:
                val=pthread_kill(tid[3],SIGUSR1);
                if(val!=0)
                {
                    printf("kill fail ==%d\n",val);
                }
                sem_wait(&s_lock);
                //semaphore
                //mutex
                sentSignal1++;
                sem_post(&s_lock);
                break;
            case 1:
                val=pthread_kill(tid[4],SIGUSR2);
                if(val!=0)
                {
                    printf("kill fail2\n");
                }
                sem_wait(&s_lock);
                sentSignal2++;
                sem_post(&s_lock);
                //
                //
                break;
        }

        i++;
        total_signal_c++;
        //delay for a random time, 0.01 to 0.1 second
    }
}
/*
   Handler 1 threads
 */
void  handler1()
{
    //Setting up signals
    //  printf("In handler1\n");
    struct sigaction s;
    siginfo_t info;
    sigemptyset(&s.sa_mask);
    //use signal to perma block for handler2
    signal(SIGUSR2,handler1);
    //Add Sigusr1 to set
    sigaddset((&s.sa_mask),SIGUSR1);
    pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&s.sa_mask,NULL);
    int val=-1;
    //use signal(), sigaddset(), pthread_sigmask() etc to block and unblock signals as required.
    while(1)
    {   //use sigwaitinfo(); to receive a signal
        val=-1;
        val=sigwaitinfo(&s.sa_mask,&info);
        //if signal received modify the corresponding counter
        if(info.si_signo==SIGUSR1){
            //increment semaphore lock
            sem_wait(&r_lock);
            receivedSignal1++;
            //decrement semaphore lock
            sem_post(&r_lock);
            printf("signal 1 received\n");
        }
        if(val==-1)     
        {
            //      break;
        }
    }
    pthread_exit(NULL);
}
/*
   Handler2 threads
 */
void handler2()
{
    int sigInfo=0;
    //use signal to perma block for handler2
    signal(SIGUSR1,handler2);
    int val=-1;
    while(1)
    {       //use sigwaitinfo(); to receive a signal
        val=-1;
        val=sigwait(&set,&sigInfo);
        //if signal received modify the corresponding counter
        if(sigInfo==SIGUSR2){
            //increment semaphore lock
            sem_wait(&r_lock);
            receivedSignal2++;
            //decrement semaphore lock
            sem_post(&r_lock);
            printf("signal 2 received\n");
        }       
    }
    pthread_exit(NULL);
}

Answer 1

只能从信号处理程序安全地调用异步信号安全函数。 sigwait()和 sigwaitinfo()不是异步信号安全的。见 2.4 信号概念 在 http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/V2_chap02.html .还有 see the Linux signal.7 man page .也不是 printf()异步信号安全。

调用 pthread_exit()在信号处理程序中是未定义的行为。它将终止线程 - 但在信号处理上下文中，可能会导致重大问题。下面的问题才开始触及拨打pthread_exit()遇到的问题。在信号处理程序中导致:pthread_exit() in signal handler和 How to properly terminate a thread in a signal handler?另见 http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/pthread_exit.html

从根本上说，您的代码很困惑。您开始 handler1()和 handler2()作为单独的线程，然后将这些相同的函数注册为信号处理程序，然后调用 sigwait()/ sigwaitinfo()函数内。

鉴于代码结合线程、信号处理程序的方式， while(1)...循环，甚至开始猜测发生了什么几乎是不可能的。例如，您可能正在获取产生陷入无限循环的信号处理程序的线程。

这行代码:

signal(SIGUSR1,handler2);

意味着当 SIGUSR1已收到， handler2()将在信号上下文中调用 - 但 handler2()有一个 while(1)在里面循环...

异步信号处理是一个难以掌握的概念。我会说你需要从比多个线程试图相互发送信号更简单的事情开始。