c - 如何避免信号处理程序中的竞争条件

Question

我正在开发一个涉及信号驱动 I/O 的项目，该项目最终可能会使用使用 sigaction() 创建的信号处理程序。我担心的是处理程序可能会被多次调用。换句话说，它将处理消息 A，当它被消息 B 中断并开始处理 B 时，可能会导致问题。我在网上看到一些使用 sigprocmask 来避免这种情况的代码，但对我来说似乎是错误的。例如:

void handle_signal(int sig_num)
{
    sigset_t mask_set;  /* used to set a signal masking set. */
    sigset_t old_set;   /* used to store the old mask set.   */

    /* re-set the signal handler again to catch_int, for next time */
    signal(SIGINT, catch_int);
    /* mask any further signals while we're inside the handler. */
    sigfillset(&mask_set);
    sigprocmask(SIG_SETMASK, &mask_set, &old_set);

    .... (content handling code here) ....

    /* restore the old signal mask */{{/COMMENT_FONT}*/
    sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_set, NULL);
}

这显然是错误的，因为 sigprocmask 对于​​信号来说不是原子的。换句话说，在调用信号处理程序和调用 sigprocmask 之间存在一个时间窗口，并且可以在该窗口中第二次或第三次调用信号处理程序，从而创建竞争条件。

我的选择:

(1) 在处理程序内部使用信号量对处理程序的任何冗余调用进行排队。

(2) 将处理程序编写为可重入的，因此可以同时调用多次。

(3)还有其他解决方案吗？

如果我选择上面的选项(2)，我可以认为套接字读取队列是线程安全的吗？例如，假设套接字处理程序被调用两次。实例 A 开始从套接字读取数据，然后被中断，实例 B 开始完成数据包的读取。这是否会导致 A 发现队列为空并完成，还是我会面临某种错误的风险？

Answer 1

如果您使用 sigaction 设置信号处理程序，那么导致处理程序被触发的信号默认情况下已被阻止在处理程序内。

在您的代码中，阻止所有信号然后恢复旧掩码就是阻止所有其他信号，原始信号(触发处理程序)将被阻止，直到您从处理程序(或者您专门解除阻止它)。

使用sigaction，您可以通过设置struct sigaction的sa_mask字段来避免执行此 block 并在处理程序中恢复，该字段是处理程序中阻塞的一组信号。

此外，您使用 signal 来“重新设置”处理程序有点令人困惑，您调用函数 handle_signal 然后重新设置为 catch_int (假设此处理程序实际上正在处理 SIGINT...

旧的signal API确实用于在每次触发处理程序时将信号处理程序重置回默认值。但是，默认情况下 sigaction 不会执行此操作，因此如果您使用 sigaction API，则不需要“重新设置”信号处理程序。我个人会避免在同一个程序中混合调用 signal 和 sigaction，我会选择一个并坚持下去。

总之，我认为您对 sigprocmask 不是原子性的担忧是不必要的，因为相关信号已经被阻止，您混合使用 signal 和 sigaction 让我更担心。