c - 信号捕获和线程终止的问题 - C

Question

我正在用 c 编写一个程序，它使用线程，我还想从用户那里捕获 Ctrl+C 信号。因此，在我使用多线程之前，我会捕获信号。

我的主线程(我的意思是除了程序运行的实际主线程之外)是一种处理用户输入的方法，我还将这个线程加入到主程序线程中。

问题是，当测试并按 Ctrl+C 退出程序时，负责接收用户输入的线程直到我在键盘上点击“返回”才会关闭——就像它卡在无限循环中一样。

当通过键入“q”退出时，所有线程都会正常结束。

我使用一个全局变量 exit_flag 来指示线程完成它们的循环。

此外，在 init_radio_stations 方法中有另一个单线程创建，它以完全相同的方式循环 - 在 exit_flag 状态下，并且这个线程正确关闭

这是我的主循环代码:

void main_loop()
{
    status_type_t rs = SUCCESS;
    pthread_t thr_id;

    /* Catch Ctrl+C signals */
    if(SIG_ERR == signal(SIGINT, close_server)) {
        error("signal() failed! errno = ");
    }

    printf("\n~ Welcome to radio_server! ~\n Setting up %d radio stations... ", srv_params.num_of_stations);
    init_radio_stations();
    printf("Done!\n\n* Hit 'q' to exit the application\n* Hit 'p' to print stations & connected clients info\n");

    /* Create and join a thread to handle user input */
    if(pthread_create(&thr_id, NULL, &rcv_usr_input, NULL)) {
        error("main_loop pthread_create() failed! errno = ");
    }
    if(pthread_join(thr_id, NULL)) {
        error("main_loop pthread_join() failed! errno = ");
    }
}

关闭服务器方法:

void close_server(int arg)
{
    switch(arg) {
    case SIGINT: /* 2 */
        printf("\n^C Detected!\n");
        break;

    case ERR: /* -1 */
        printf("\nError occured!\n");
        break;

    case DEF_TO: /* 0 */
        printf("\nOperation timed-out!\n");
        break;

    default: /* will handle USER_EXIT, and all other scenarios */
        printf("\nUser abort!\n");
    }

    printf("Signaling all threads to free up all resources and exit...\n");

    /* Update exit_flag, and wait 1 sec just in case, to give all threads time to close */
    exit_flag = TRUE;
    sleep(1);
}

和rcv_usr_input句柄代码:

void * rcv_usr_input(void * arg_p)
{
    char in_buf[BUFF_SIZE] = {0};

    while(FALSE == exit_flag) {
        memset(in_buf, 0, BUFF_SIZE);

        if(NULL == fgets(in_buf, BUFF_SIZE, stdin)) {
            error("fgets() failed! errno = ");
        }

        /* No input from the user was received */
        if('\0' == in_buf[0]) {
            continue;
        }

        in_buf[0] = tolower(in_buf[0]);
        if( ('q' == in_buf[0]) && ('\n' == in_buf[1]) ) {
            close_server(USER_EXIT);
        } else {
            printf("Invalid input!\nType 'q' or 'Q' to exit only\n");
        }
    }

    printf("User Input handler is done\n");
    return NULL;
}

我猜我的问题与在主循环结束时加入使用 rcv_usr_input 的线程有关，但我无法弄清楚到底是什么导致了这种行为。

我很乐意得到一些帮助，谢谢

Answer 1

Mike 和 Kaylum 已经正确地识别了 fgets() 阻塞的根本问题。然而，更大的问题仍然存在:当进程收到 SIGINT 时如何终止阻塞线程。有几种解决方案。

Thead 分遣队:一种解决方案是分离阻塞线程，因为分离线程不会阻止进程在最后一个非分离线程终止时终止。通过在其上调用 pthread_detach() 来分离线程，例如，

#include <pthread.h>
// Called by pthread_create()
static void* start(void* arg)
{
    pthread_detach();
    ...
}

或者通过使用 PTHREAD_CREATE_DETACHED 属性创建线程，例如，

#include <pthread.h>
...
    pthread_attr_t attr;
    (void)pthread_attr_init(&attr);
    (void)pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
    ...
    (void)pthread_t thread;
    (void)pthread_create(&thread, &attr, ...);

请注意，pthread_join() 不应在分离的线程上调用。

信号转发:另一种解决方案是不分离阻塞线程，而是通过pthread_kill()将SIGINT等信号转发给线程，如果阻塞线程没有收到信号，例如，

#include <pthread.h>
#include <signal.h>
...
static pthread_t thread;
...
static void handle_sigint(int sig)
{
    if (!pthread_equal(thread, pthread_self()) // Necessary
        (void)pthread_kill(thread, SIGINT);
}
...
    sigaction_t sigaction;
    sigaction.sa_mask = 0;
    sigaction.sa_flags = 0;
    sigaction.sa_handler = handle_sigint;
    (void)sigaction(SIGHUP, &sigaction, ...);
    ...
    (void)pthread_create(&thread, ...);
    ...
    (void)pthread_join(thread, ...);
    ...

这将导致阻塞函数返回，并将 errno 设置为 EINTR。

请注意，未指定在多线程进程中使用 signal()。

线程取消:另一种解决方案是通过pthread_cancel()取消阻塞线程，例如

#include <pthread.h>
...
static void cleanup(...)
{
    // Release allocated resources
    ...
}
...
static void* start(void* arg)
{
    pthread_cleanup_push(cleanup, ...);
    for (;;) {
        ...
        // Call the blocking function
        ...
    }
    pthread_cleanup_pop(...);
    ...
}
....
static void handle_sigint(int sig)
{
    (void)pthread_cancel(thread);
}
...
    sigaction_t sigaction;
    sigaction.sa_mask = 0;
    sigaction.sa_flags = 0;
    sigaction.sa_handler = handle_sigint;
    (void)sigaction(SIGHUP, &sigaction, ...);
    ...
    (void)pthread_create(&thread, ..., start, ...);
    ...
    (void)pthread_join(thread, ...);
    ...

对于在调用 select() 或 poll() 时阻塞的线程，还有另一种解决方案:创建一个文件描述符，阻塞函数也在该文件描述符上等待，并且在收到适当的信号后关闭该描述符——但可以说，该解决方案超出了该问题的范围。