POSIX线程和信号

我一直在试图理解POSIX线程和POSIX信号如何交互的复杂性。 我特别感兴趣的是：

• 控制信号传递到哪个线程的最好方法是什么（假设它首先不是致命的）？
• 告诉另一个线程（实际上可能很忙）信号已经到达的最好方法是什么？ （我已经知道从信号处理程序中使用pthread条件variables是一个坏主意。）
• 我怎么能安全地处理一个信号发生的信息传递给其他线程？ 这是否需要在信号处理程序中发生？ （我一般不想杀死其他线程，我需要一个更微妙的方法。）

有关为什么我想要这个参考，我正在研究如何转换TclX包以支持线程，或分裂它，至less使一些有用的部分支持线程。 信号是特别感兴趣的部分之一。

Answer 1

• 控制信号传递到哪个线程的最好方法是什么？

正如@ zoli2k所指出的那样，明确地提名一个线程来处理你想要处理的所有信号（或者一组线程，每个线程都有特定的信号责任），这是一个很好的技术。

• 告诉另一个线程（可能真的很忙）信号已经到达的最好方法是什么？[…]
• 我怎么能安全地处理一个信号发生的信息传递给其他线程？ 这是否需要在信号处理程序中发生？

我不会说“最好”，但这是我的build议：

阻止main所有需要的信号，以便所有线程都inheritance该信号掩码。 然后，将特殊信号接收线程作为信号驱动的事件循环，将新到达的信号作为其它线程内通信进行调度。

最简单的方法是让线程使用sigwaitinfo或sigtimedwait在循环中接受信号。 线程然后以某种方式转换信号，或许广播一个pthread_cond_t ，用更多的I / O唤醒其他线程，在特定于应用程序的线程安全队列中排队命令，无论如何。

或者，特殊线程可以允许将信号传递给信号处理程序，只有在准备好处理信号时才屏蔽传送信号。 （然而，通过处理程序的信号传递往往比通过sigwait系列的信号接收更容易出错）。在这种情况下，接收机的信号处理程序执行一些简单且asynchronous信号安全的操作：设置sig_atomic_t标志，调用sigaddset(&signals_i_have_seen_recently, latest_sig) ， write一个字节write （）一个非阻塞的自pipe道等等。然后，回到它的被屏蔽的主循环中，线程将信号的接收传递给其他线程，如上所述。

（ 更新 @caf正确地指出， sigwait方法是优越的。）

Answer 2

根据POSIX标准，所有线程应该在系统上出现相同的PID，并使用pthread_sigmask()您可以为每个线程定义信号阻塞掩码。

由于每个PID只允许定义一个信号处理程序，因此如果需要取消正在运行的线程，我宁愿处理一个线程中的所有信号，并发送pthread_cancel() 。 这是针对pthread_kill()的首选方法，因为它允许为线程定​​义清理函数。

在一些较老的系统上，由于缺乏适当的内核支持，正在运行的线程可能与父线程的PID具有不同的PID。 请参阅Linux 2.4上的linuxThreads的信号处理FAQ。

Answer 3

恕我直言，Unix V信号和posix线程不能很好地混合。 Unix V是1970. POSIX是1980;）

有取消点，如果你允许在一个应用程序中的信号和pthreads，你最终将最终在每个电话周围写循环，这可以令人惊讶地返回EINTR。

所以我在less数情况下为Linux或QNX编写multithreading程序所做的事情是屏蔽所有（但是一个）线程的所有信号。

当一个Unix V信号到达时，进程切换堆栈（在一个进程中可以得到与Unix V同样多的并发）。

正如其他post提示的那样，现在可能告诉系统，哪个posix线程将成为堆栈切换的受害者。

有一次，你设法让你的信号处理线程工作，问题仍然存在，如何将信号信息转换为文明的，其他线程可以使用。 用于线程间通信的基础结构是必需的。 一种模式，有用的是演员模式，其中每个线程是一些进程内消息传递机制的目标。

所以，不要取消其他线程或杀死它们（或其他奇怪的东西），你应该尝试将Signal从Signal上下文中放到Signal处理线程中，然后使用你的actor模式通信机制将语义上有用的消息发送给这些actor，谁需要信号相关的信息。

Answer 4

我到目前为止：

• 信号来自不同的主要类，其中一些通常应该杀死进程（SIGILL），其中一些从来不需要做任何事情（SIGIO;反之更容易执行asynchronousIO）。 这两个阶级不需要采取行动。
• 有些信号不需要立即处理; SIGWINCH等可以排队，直到方便（就像来自X11的事件一样）。
• 那些棘手的问题是你想通过打断你正在做的事情来回应他们的问题，而不会去掉一个线程。 特别是交互模式下的SIGINT应该让事情变得敏感。

我仍然需要通过signal ， sigaction ， pselect ， sigwait ， sigaltstack ，以及其他一些POSIX（和非POSIX）API的sorting。