信号捕获和线程终止有麻烦-C

Question

我正在用c编写程序，该程序利用了线程，而且我还想捕获用户的Ctrl + C信号。 因此，在我进行多线程处理之前，先进行信号捕获。

我的主线程（除了程序在其上运行的实际主线程之外，我的意思是）是一种处理用户输入的方法，并且我也将此线程连接到主程序线程。

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按下键盘上的“ return”键时才关闭-就像卡在无限循环中一样。

通过键入“ q”退出时，所有线程均正确结束。

我使用全局变量exit_flag来指示线程完成其循环。

同样 ，在init_radio_stations方法中，还有另一个单线程创建，该循环以完全相同的方式循环-在exit_flag状态下，此线程确实关闭

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 = ");
    }
}

close_server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处理代码：

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末尾加入使用rcv_usr_input的线程有关，但是我无法弄清楚到底是什么导致了此行为。

我很高兴得到一些帮助，谢谢

Answer 1

Mike和Kaylum已经正确地确定了fgets()阻止的基本问题。 但是，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分离：一种解决方案是分离阻塞线程，因为分离的线程不会阻止进程在最后一个非分离的线程终止时终止。 可以通过在线程上调用pthread_detach()来分离线程，例如，

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

或通过创建具有PTHREAD_CREATE_DETACHED属性的线程，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() 不应该叫上分离线程。

信号转发：另一种解决方案不是分离阻塞线程，而是在阻塞线程上未收到信号的情况下，通过pthread_kill()将类似SIGINT信号转发到线程，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, ...);
    ...

这将导致阻塞函数在errno设置为EINTR返回。

请注意，未指定在多线程进程中使用signal() 。

线程取消：另一个解决方案是通过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()阻塞的线程还有另一种解决方案：创建一个文件描述符，阻塞函数也将在该文件描述符上等待，并在接收到适当的信号后关闭该描述符-但是，可以说该解决方案是有争议的，超出了此问题的范围。

Answer 2

解释很简单。

fgets(in_buf, BUFF_SIZE, stdin);

该调用将阻塞线程，直到接收到输入行。 也就是说，它直到输入换行符或输入BUFF_SIZE-1字符BUFF_SIZE-1返回。

因此，即使信号处理程序将exit_flag设置为FALSE ， rcv_usr_input线程也不会看到它，直到它从fgets rcv_usr_input阻止为止。 当您按下“返回”时会发生这种情况。

Answer 3

根据http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/fgets/，fgets会阻塞，直到读取了指定的字节数为止。

我建议尝试读取或其他不会阻塞的输入接收功能，然后一次只读取一个字节。 以下示例代码可为您提供帮助：

if (fread(in_buf, 1,1, stdin) > 0){
//character has been read
}

而且我不会担心信号处理程序中额外的sleep语句，因为它最多会导致强制退出的延迟。