c++ - 中断来自并行线程的阻塞调用

Question

下面的简单代码举例说明了一个问题，我正在唤醒一个阻塞在驱动程序调用上的线程。我没有驱动程序源代码，但如果驱动程序阻塞的物理设备电源中断，则需要唤醒线程以关闭进程。

示例(见下面的代码):

main() 为 SIGINT 设置一个信号处理程序，启动一个子线程，然后进入一个无限循环，重复休眠、唤醒并在它执行时打印出来醒了。子线程做同样的事情，但每次唤醒时，它也会向进程发送一个SIGINT。 sleep() 用作简单的阻塞调用。

运行代码显示以下行为:

• 每次子线程唤醒时，它都会打印“何时”消息(当它唤醒时)。然后信号处理程序报告它收到了 SIGINT。
• 每次“main”唤醒时，它都会打印“When”消息。

如下:

main: 0.127

Child: 0.127

SignalHandler: signum = 2

Child: 5.127

SignalHandler: signum = 2

main: 7.127

Child: 10.127

SignalHandler: signum = 2

main: 14.127

Child: 15.128

SignalHandler: signum = 2

Child: 20.128

SignalHandler: signum = 2

main: 21.127

.
.
.

我预计，由于 SIGINT 被进程接收到，main() 会跳出它对 sleep()< 的阻塞调用。这将被视为 main() 打印它的“When”消息。事实上，这正是我在 shell 中键入 Ctrl-C (SIGINT) 时看到的行为。您可以在下面看到两次 Ctrl-C 中断。每次，main() 确实突破了对 sleep() 的阻塞调用:

main: 0.417

child: 0.417

SignalHandler: signum = 2

child: 5.417

SignalHandler: signum = 2

^C

SignalHandler: signum = 2

main: 6.664

child: 10.417

SignalHandler: signum = 2

main: 13.664

child: 15.418

SignalHandler: signum = 2

^C

SignalHandler: signum = 2

main: 16.680

child: 20.418

SignalHandler: signum = 2

main: 23.680

child: 25.418

SignalHandler: signum = 2

------------ 代码----------------

// Compile using:
//   g++ Test.cpp -o Test -g -lpthread -lrt

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include  <time.h>

void When(const char *who) {
  timespec sTimespec;
  static long startSecond = -1;

  clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &sTimespec);

  if (startSecond == -1)
    startSecond = sTimespec.tv_sec;

  sTimespec.tv_sec -= startSecond;
  sTimespec.tv_nsec /= 1e+6; // only show milliseconds
  printf("%s: %ld.%03ld\n", who, sTimespec.tv_sec, sTimespec.tv_nsec);
}

void SignalHandler(int signum) {
  printf("SignalHandler: signum = %d\n", signum);
}

void *Child(void *pContext) {
  char temp[256];

  for (;;) {
    When("Child");
    kill(getpid(), SIGINT);
    sleep(5);
  } 
}

int main(int argc, char **argv) {
  pthread_t childThread; 

  signal(SIGINT, SignalHandler);
  pthread_create(&childThread, NULL, Child, NULL); 

  for (;;) {
    When("main");
    sleep(7);
  }  

  return 0;
}

所以看起来当一个进程向自己发送 SIGINT 时，信号被传递(见第一个结果)，但阻塞调用没有被中断。从外部进程发送 SIGINT 传递信号，阻塞调用被中断。

我尝试过的其他事情:

raise(SIGINT);

pthread_kill(mainThreadId, SIGINT); // where mainThreadId is resolved to pthread_self() from within 'main'

sprintf(temp, “kill -2 %d”, getpid()); system(temp);

我编写了一个独立程序 (xkill)，它将 pid 作为参数并将 SIGINT 发送到该 PID。

然后:

sprintf(temp, “xkill %d”, getpid()); system(temp);  

注意:我可以从 shell 运行这个程序并获得良好/预期的行为。

在我看来，没有 child (线程或进程)可以中断其父进程中的阻塞调用，即使它可以传递信号。

你们中的一个人可以阐明这种情况吗？

对于我的真实代码，我需要以编程方式中断阻塞的驱动程序调用，这样我才能干净地关闭。在我的真实代码中，子线程是一个设备健康监视器。

Answer 1

经过一些小的修改，在我这边似乎可以如你所愿地工作(Debian Linux - 如果我去掉 clock_gettime() 东西，它在 Mac OS X 上也以同样的方式工作)使用 pthread_kill():

#define _POSIX_C_SOURCE 200809L

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <stdbool.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>

void When(const char *who) {
    struct timespec sTimespec;
    static long startSecond = -1;

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &sTimespec);

    if (startSecond == -1) {
        startSecond = sTimespec.tv_sec;
    }

    sTimespec.tv_sec -= startSecond;
    sTimespec.tv_nsec /= 1e+6;  // only show milliseconds
    printf("%s: %ld.%03ld\n", who, sTimespec.tv_sec, sTimespec.tv_nsec);
}

void SignalHandler(int signum) {
    printf("SignalHandler: signum = %d\n", signum);
}

void *Child(void *pContext) {
    pthread_t * main_tid = pContext;

    while ( true ) {
        When("Child");
        pthread_kill(*main_tid, SIGINT);
        sleep(5);
    }
}

int main(void) {
    pthread_t childThread;

    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = SignalHandler;
    sa.sa_flags = 0;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) {
        perror("thread: couldn't set SIGINT handler");
        exit(EXIT_FAILURE);
    };

    pthread_t own_tid = pthread_self();
    pthread_create(&childThread, NULL, Child, &own_tid);

    while ( true ) {
        When("main");
        sleep(7);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

和输出:

paul@local:~/src/c/scratch$ gcc -o thread thread.c -pthread -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic -lpthread -lrt
paul@local:~/src/c/scratch$ ./thread
main: 0.464
Child: 0.464
SignalHandler: signum = 2
main: 0.464
Child: 5.464
SignalHandler: signum = 2
main: 5.464
Child: 10.464
SignalHandler: signum = 2
main: 10.464
Child: 15.464
SignalHandler: signum = 2
main: 15.465
^Z
[1]+  Stopped                 ./thread
paul@local:~/src/c/scratch$ kill %1

[1]+  Stopped                 ./thread
paul@local:~/src/c/scratch$