在拥有带有信号处理程序的多线程程序时，有没有办法确保原子性？

Question

如果我有这样的程序（伪代码）：

mutex_lock;
func() {
    lock(mutex_lock);
    // Some code (long enough to make a
    // race condition if no proper synchronisation
    // is available). We also going to call a signal,
    // say, SIGINT, through (ctrl-c), while we are in
    // the range of locking and unlocking the lock.
    unlock(mutex_lock);
}

sig_handler_func(sig) {
    // Say, we are handling SIGINT (ctrl-c) signal
    // And we need to call func from here too.
    if (sig == SIGINT) {
        func();
    }
}

main() {
    // Calling func from main
    func();
}

那么当尝试获取 func 中的锁时会出现死锁，而它已经从 'main' 调用者处获取。我想知道是否有一种方法可以暂停 C 语言中的信号处理，具体来说，在这个例子中，当进入 func 并获取锁时，恢复信号处理并在退出 func 时调用处理程序。

Answer 1

你想要pthread_sigmask，sigprocmask

的多线程版本

下面是一些示例伪代码：

int
main(void)
{
    sigset_t omask;
    sigset_t nmask;

    // add as many signals as you want to the mask ...
    sigemptyset(&nmask);
    sigaddset(&nmask,SIGINT);

    // [temporarily] block signals
    pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&nmask,&omask);

    // call function safely
    func();

    // restore signal mask
    pthread_sigmask(SIG_SETMASK,&omask,NULL);

    // pending signals should occur now ...
}

我不完全确定，但是，您可能需要使用 pthread_sigmask 来阻止除一个线程之外的所有信号，并且仅从该线程执行上述操作.

另外，如果我不说我会重构你的代码，那我就失职了。 [除此之外] 在信号处理程序中可以做的事情的数量是有限的（例如没有 malloc、没有 printf 等）

将一个线程专用于信号处理并让它执行 sigsetjmp 并且信号处理程序执行 siglongjmp。

或者让信号处理程序设置一个在基本级别监视的可变全局（例如 signal_occurred）。

因此，您在信号处理程序中所做的所有 "heavy lifting" 都可以从基本任务级别完成，您可以在其中执行任何操作。

Answer 2

你需要两把锁。一种用于您的 func()，另一种用于保护进程的信号掩码。

您还必须使屏蔽和取消屏蔽信号原子化：

static  pthread_mutex_t mask_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
sigset_t old_set;
sigset_t new_set;

sigemptyset( &new_set );
sigaddset( &new_set, SIGINT );

pthread_mutex_lock( &mask_mutex );

pthread_sigmask( SIG_BLOCK, &new_mask, &old_mask );

func();

pthread_sigmask( SIG_SETMASK, &old_mask, NULL );

pthread_mutex_unlock( &mask_mutex );

pthread_sigmask() 周围没有锁，线程可能会在执行重叠时破坏进程 sigmask。

Answer 3

为了安全起见，您可以在这种未定义的情况下使用测试互斥 函数(trylock)。有了这个，你也不一定需要阻止。

在拥有带有信号处理程序的多线程程序时，有没有办法确保原子性？

Is there a way to ensure atomicity while having a multithreaded program with signal handlers?

c

posix

mutex

signals

atomic