Linux多线程编程和信号易疏忽的一个例子

 

这几天把一个网络流量采集器程序基本改好了，原来在main函数中把几个子线程启动后就睡10分钟后开始清理子线程后退出。现在想改成子线程启动后主线程进入无限睡眠，直到收到SIGTERM或SIGINT。主程序如下：
其他头文件
#include <signal.h> //信号处理所需要的头文件
int main(int argc, char * argv[]){
  //其他所需要的变量声明  
  sigset_t sig_set,sig_pending;


  // 设置信号阻塞
  sigemptyset(&sig_set);
  sigaddset(&sig_set,SIGTERM);
  sigaddset(&sig_set,SIGINT);
  sigprocmask(SIG_BLOCK,&sig_set,NULL);


  启动几个子线程  
  ...........

  // 设置信号阻塞
  sigemptyset(&sig_set);
  sigaddset(&sig_set,SIGTERM);
  sigaddset(&sig_set,SIGINT);
  sigprocmask(SIG_BLOCK,&sig_set,NULL);
 
  //主线程进入睡眠，等待信号到达后跳出睡眠  
  while(1){
          sigpending(&sig_pending);
          if(sigismember(&sig_pending, SIGTERM)||
                    sigismember(&sig_pending,SIGINT)){
                break;
          }
          sleep(2);
  }

  //子线程退出情理
  ................
  return 0;

}

程序运行后发现 当按下Ctrl+C后程序没有出现子线程退出时的信息而是立刻退出，非常奇怪。
仔细分析了一下，发现问题在于忽略了Linux下的多线程模型的特点。

Linux下的线程实质上是轻量级进程(light weighted process),线程生成时会生成对应的进程控制结构，只是该结构与父线程的进程控制结构共享了同一个进程内存空间。 同时新线程的进程控制结构将从父线程（进程）处复制得到同样的进程信息，如打开文件列表和信号阻塞掩码等。由于我们是在子线程生成之后修改了信号阻塞掩码，此刻子线程使用的是主线程原有的进程信息，因此子线程仍然会对SIGINT和SIGTERM信号进行反应，因此当我们用Ctrl+C发出了SIGINT信号的时候，主进程不处理该信号，而子进程（线程）会进行默认处理，即退出。子进程退出的同时会向父进程（线程）发送SIGCHLD信号，表示子进程退出，由于该信号没有被阻塞，因此会导致主进程（线程）也立刻退出，出现了前述的运行情况。因而该问题的一个解决方法是在子线程生成前进行信号设置， 或在子线程内部进行信号设置。 由于子线程是往往是一个事务处理函数，因此我建议在简单的情况下采用前者，如果需要处理的信号比较复杂，那就必须使用后一种方法来处理。这样，以上的程序逻辑改为如下就可以了：

#include <signal.h> //信号处理所需要的头文件
int main(int argc, char * argv[]){
  //其他所需要的变量声明  
  sigset_t sig_set,sig_pending;
  启动几个子线程  
  ...........

 
  //主线程进入睡眠，等待信号到达后跳出睡眠  
  while(1){
          sigpending(&sig_pending);
          if(sigismember(&sig_pending, SIGTERM)||
                    sigismember(&sig_pending,SIGINT)){
                break;
          }
          sleep(2);
  }

  //子线程退出情理
  ................
  return 0;

}