信号处理的安全全局状态

Question

我正在研究 Rust 和各种 UNIX 库。我现在的一个用例是我想对 POSIX 信号做出反应。为了保持合理，我想在信号处理上创建一个抽象，这样我的程序的其余部分就不必担心它们了。

让我们调用抽象SignalHandler:

struct SignalHandler {
    pub signals: Arc<Vec<libc::c_int>>,
}

我希望这个 signals 向量充满接收到的所有信号。我的真实状态比较复杂，但让我们以这个向量为例。

我希望 API 表现如下：

// ← No signals are being captured
let Some(h) = SignalHandler::try_create();
// ← Signals are added to h.signals

// Only one signal handler can be active at a time per process
assert_eq!(None, SignalHandler::try_create());

// ← Signals are added to h.signals
drop(h);
// ← No signals are being captured

问题是注册信号处理程序（例如使用 nix crate）需要指向 C 函数的指针：

use nix::sys::signal;
let action = signal::SigAction::new(handle_signal, signal::SockFlag::empty(), signal::SigSet::empty());
signal::sigaction(signal::SIGINT, &action);

我无法将 signals 向量传递给 handle_signal 函数，因为它需要 C ABI，因此不能是闭包。我想以某种方式给出一个指向该函数的 Weak<_> 指针。这可能意味着使用全局状态。

所以问题是：我应该为全局状态使用什么数据结构，它可以是 "unset"（即没有 signals 向量）或原子地 "set" 到一些可变状态我在 try_create?

中初始化

Answer 1

对于这种类型的全局状态，我建议使用 lazy_static crate。您可以使用宏来定义延迟计算的可变全局引用。您也许可以使用全局 Option<T> 变量。

虽然这是这种情况的一个问题。你会运行遇到的一个大问题是很难只在信号处理程序内部做你想做的事情。由于信号处理程序必须是可重入的，因此任何类型的锁以及任何内存分配都不能使用（除非使用的内存分配器也是可重入的）。这意味着 Arc<Mutex<Vec<T>>> 类型或类似的东西将不起作用。不过，您可能已经知道并正在以某种方式处理它。

根据您的需要，我可能会向您指出 chan_signal crate，它是对信号的抽象，它使用线程和 sigwait 系统调用来接收信号。

希望对您有所帮助，另一个值得关注的有趣资源是 signalfd 函数，它创建一个文件描述符来对信号进行排队。 nix crate 也绑定了它。

信号处理的安全全局状态

Safe global state for signal handling

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