信号处理程序和多线程

Question

我知道信号是CPU与OS内核之间进行通信的一种方式。 信号可以中断指令序列，执行处理程序并返回到指令序列。

这是此链接的一部分描述：

当正在处理的信号被进程处理时，由该信号处理程序临时中断该进程正在执行的正常指令序列。 然后，该过程继续执行，但是现在执行信号处理程序中的指令。 如果信号处理程序返回，则进程将继续执行捕获信号时正在执行的正常指令序列。

这是我的测试：

void func(int p)
{
    cout<<"int"<<endl;
    sleep(5);
}

int main()
{
    signal(SIGINT, func);
    while(1)
    {
        cout<<"main"<<endl;
        sleep(2);
    }   
    return 0;
}

我执行它，如果按ctrl+C ，将打印int ，然后我必须等待5秒钟，无论我在等待5秒钟时按了ctrl+C多少次，都没有任何反应。

然后我进行另一个测试：

void func(int p)
{
    cout<<"int"<<endl;
    sleep(5);
}

int main()
{
    signal(SIGINT, func);
    thread t1([](){while(1){cout<<"t1"<<endl; sleep(2);}});
    thread t2([](){while(1){cout<<"t2"<<endl; sleep(2);}});
    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

对于此代码，我发现我可以连续按ctrl+C 3次，并且会打印3 int ，然后我必须等待约5秒钟。

因此，似乎第一个ctrl+C中断了t1线程，第二个ctrl+C中断了t2线程，第三个中断了主线程。

因此，如果存在多线程，则仅发出中断线程信号，而不发出整个过程的信号？

Answer 1

介绍

首先，每个线程都有其自己的掩码，该掩码指定其正在侦听的信号。 创建线程时，它将继承正在创建线程的线程的掩码（我称其为父线程） ，该掩码在调用pthread_create时处于活动状态。

通常，最好是，如果一个线程正在侦听一个信号，那么其他线程则不应该这样做，除非您希望有多个线程执行相同的工作（例如，在服务器中处理连接请求以同时处理多个请求时）。 这样，您始终知道哪个线程正在处理信号。 否则，您将不知道哪个线程正在接收信号，而正在执行程序的哪一部分：将无法调试（例如，您自己的问题）。

要更改从父创建的子线程 的面具 线程创建一个新的面具，你把它激活，创建一个新线程pthread_create ，然后在父线程重新设置之前的面具活跃（查看代码在答案的结尾）。

编辑 ：根据这篇文章 ，最好使用sigaction()而不是signal 。 在现代系统中， signal()是通过sigaction()实现的，因此应该没有任何区别。 但是，如果使用其旧的实现，则可能会出现问题。

回答

因此，如果存在多线程，则仅发出中断线程信号，而不发出整个过程的信号？

否 ：信号只是信号，它们什么都不做。 与信号关联的动作具有执行操作的能力，包括停止程序或终止线程。 每个信号都有一个关联的默认操作， SIGINT的默认操作是中断该过程。

使用处理程序，您将覆盖默认操作。 因此它将不再停止程序，但会执行您在线程函数中指定的操作。

在第一种情况下，您只有一个线程（主线程），它是一个无限循环，只要他还活着，它总是会捕获信号，所以这就是行为的原因。 如果重新发送信号，则信号会暂时阻塞，直到信号处理程序结束执行为止。 但是，如果在处理程序执行期间发送了许多信号，则可以放宽一些信号。 实际上如所解释这里 ，封端的信号被设置为待处理的，但不排队。 术语“ 挂起”表示操作系统记住通过设置标志来等待下一个机会传递信号，而不是排队意味着通过在某处设置标志来做到这一点，而不是保留有关如何进行的确切记录。许多信号已经到来。 因此，如果在信号处理程序执行期间将信号发送一次，发送5次或多次（尝试使用程序按CTRL + C更多次：我已经尝试过），则会产生完全相同的行为。

在第二种情况下，您具有3个线程： main线程， t1和t2 ：它们全部启用以查看信号SIGINT并且所有它们都关联了相同的信号处理程序。 如果您一个接一个地按3次，则三个按钮都将执行处理程序：这就是为什么您看不到任何延迟的原因。 如果您按得非常快并且超过3次（侦听该信号的线程数），我想您会看到与第一个行为类似的内容。

我将以我在设置掩码的问题中发布的代码结束回答，以便某些信号仅被主线程捕获：

int main()
{
    int err;
    sigset_t omask, mask;
    pthread_t thread_motionSensor;
    pthread_t thread_tempReading;
    pthread_t thread_platformPost;

    printf("Created threads IDs\n");

    ...
    if (signal(SIGINT, sig_handler)==SIG_ERR)
        printf("Error on recording SIGINT HANDLER\n");

    /*Create a new mask to block all signals for the following thread*/
    sigfillset(&mask);
    pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &mask, &omask);
    printf("Trying to create threads\n");
    if ((err = pthread_create (&thread_motionSensor, NULL, task1, NULL))!=0)
    {
    printf("Thread 1 not created: error %d\n", err);
        err_exit((const char)err, "pthread_create error");
    }
    printf("Thread 1 created. Trying to create Thread 2\n");
    if((err = pthread_create (&thread_tempReading,   NULL, task2, NULL))!=0)
    {
    printf("Thread 2 not created: error %d\n", err);
        err_exit((const char)err, "pthread_create error");
    }
    printf("Thread 2 created. Trying to create Thread 3\n");
    if ((err = pthread_create (&thread_platformPost, NULL, task3, NULL))!=0)
    {
     printf("Thread 3 not created: error %d %d\n", err);
         err_exit((const char)err, "pthread_create error");
    }
    printf("Thread 3 created\n");
    /*The main thread must block the SIGALRM but catch SIGINT
    SIGQUIT, SIGTERM, SIgkILL*/
    /*empty the omask set from all signals */
    sigemptyset(&omask);
    /*add the signals to the omask*/
    sigaddset(&omask, SIGINT);
    sigaddset(&omask, SIGQUIT);
    sigaddset(&omask, SIGKILL);
    sigaddset(&omask, SIGTERM);
    /*unblock all signals in omask*/
    pthread_sigmask(SIG_UNBLOCK, &omask, NULL);
    printf("Main thread waiting for signal\n");
    /*pause will stop the main thread until any signal not blocked by omask will be received*/
    pause();
    printf("Exit signal received: cancelling threads\n");

    pthread_cancel(thread_motionSensor);
    pthread_cancel(thread_tempReading);
    pthread_cancel(thread_platformPost);
    pthread_join(thread_motionSensor, NULL);
    pthread_join(thread_tempReading,  NULL);
    pthread_join(thread_platformPost, NULL);
    printf("Exiting from main thread and process\n");
    exit(0);
}

Answer 2

无论该进程有多少个线程，一个线程都会捕获信号并运行信号处理程序，而其他线程（如果有）则继续其业务。 信号被发送到流程，但是流程在收到信号后的处理方式取决于流程以及配置其信号处理程序的线程。

完整的规则非常复杂，我可以肯定地说，除了出于非常有限的目的之外，很少有程序员会费心去完全理解它们并通常避免发出信号。 有关更多详细信息，请参见此处 。

Answer 3

因此，如果存在多线程，则仅发出中断线程信号，而不发出整个过程的信号？

是。 信号中断单个执行线程。 至少根据POSIX标准。 C标准本身未指定进程或线程的行为。

如果为多线程进程生成了信号，而不是为特定线程生成了信号，则该信号将准确地传递到属于该进程的线程之一（除非所有线程都阻止了该信号）。