OpenMP 取消部分

Question

我在终止 C 程序中的部分时遇到问题。在一个线程中捕获SIGINT 信号后，我想退出所有线程，但我真的不知道如何退出，因为这些循环中有无限循环。程序等待来自服务器或标准输入的输入。所以我使用了信号处理程序。

我真的不知道我这样做是否正确，我也不太了解 OpenMP 中的取消是如何工作的。我没有找到合适的教程或讲座。

我的任务是在捕捉到SIGINT 信号后，终止程序。但是当我在处理程序中使用exit() 时，它显然会留下未释放的内存。我很乐意为您提供任何建议，谢谢。

#pragma omp parallel num_threads(2)
{
    #pragma omp sections
    {
        #pragma omp section
        {
            void intHandler(int dummy) 
            {
                char * welcome1 = calloc(strlen(username)+14,sizeof(char));
                strcat(welcome1,username);
                strcat(welcome1," logged out\r\n");
                if(send(client_socket,welcome1,strlen(welcome1),0) < 0)
                {
                    callError("ERROR: cannot send socked");
                }
                free(welcome1);
                #pragma omp cancel section
            }
            signal(SIGINT, intHandler);
            int i = 0, j = 1;
            while(1)
            {
                str = (char*)malloc(sizeof(char));
                while((c = getc(stdin)) != '\n')
                {

                    str = (char*)realloc(str, j * sizeof(char));
                    str[i] = c;
                    i++;
                    j++;
                }
                str = (char*)realloc(str, j * sizeof(char));
                str[i] = '\0';
                if(strlen(str)!=0)
                {
                    bufferIn = message(username,str);
                    if(send(client_socket,bufferIn,strlen(bufferIn),0) < 0)
                    {
                        callError("ERROR: cannot send socked");
                    }
                    free(bufferIn);
                }
                free(str); i = 0; j = 1; 
            }
        #pragma omp cancellation point section
        }
        #pragma omp section
        {
            void intHandler(int dummy) 
            {
                char * welcome1 = calloc(strlen(username)+14,sizeof(char));
                strcat(welcome1,username);
                strcat(welcome1," logged out\r\n");
                if(send(client_socket,welcome1,strlen(welcome1),0) < 0)
                {
                    callError("ERROR: cannot send socked");
                }
                free(welcome1);
                #pragma omp cancel section
            }
            signal(SIGINT, intHandler);
            char buffer[4096];
            ssize_t length;
            int received = 0;
            int data_cap = 4096;
            while(1)
            {
                data = calloc(BUFFER_LEN,sizeof(char));
                while ((length = read(client_socket, buffer, BUFFER_LEN-1)) > 0)
                {
                    received += length;
                    buffer[length] = '\0';
                    if (received > data_cap)
                    {
                         data = realloc(data,sizeof(char) * data_cap * 2);
                         data_cap = data_cap * 2;
                    }
                    strcat(data, buffer); 
                    if(!isEnough(data))
                    {
                        break;
                    }
                }
                printf("%s", data);
                free(data); bzero(buffer,BUFFER_LEN); data_cap = 4096; received = 0; length = 0;
            }
        #pragma omp cancellation point section
        }
    }

} 

Answer 1

这实际上非常复杂，但让我们从简单开始。

• 是#pragma omp cancellation point sections / #pragma omp cancel sections（请注意）。

• 您不能跨函数边界使用#pragma omp cancel。¹

假设您可以通过这种方式使用取消，仅在特定取消点检查取消。因此，在阻塞 read 或 getc 期间，您的线程不会被取消中断。

信号处理

信号处理程序是按进程设置的，信号在哪个线程结束并不确定。您不应该尝试从多个线程同时调用signal。 signal 的一些实现甚至像多线程程序一样。相反，您应该使用sigaction，但在产生工作线程之前仍然设置一次全局信号处理程序。

在信号处理程序中允许您执行的操作有一定的限制。基本上你不能访问任何非volatile sig_atomic_t 类型的全局变量并且只调用async-signal-safe functions。您在信号处理程序的每一行都违反了这一点。

特别是，您调用send(client_socket)，而同一线程可能只是在调用read(client_socket)² 或另一个线程同时调用read(client_socket) 时被中断。不知道更糟的是什么，但即使 send 本身是 async-signal-safe，我敢打赌，它在建议的方式中并不安全。

您知道，在进程结束时拥有一些可访问的内存绝对是您最不重要的问题。你甚至不能打电话给exit（不过你可以打电话给_exit）。

通常的出路是设置一个volatile sig_atomic_t 类型的全局取消标志，并在信号处理程序中设置它，并在工作循环中检查它。这也应该适用于 OpenMP 部分/线程，但我建议添加 #pragma omp atomic read/write seq_cst 以对标志进行任何读/写。这似乎是多余的，但我相当确定volatile sig_atomic_t 只保证关于信号中断的原子性，而不是多线程，特别是存储可见性。不幸的是，您仍然遇到read 和getc 阻塞的问题...

解决方案草图

因此您必须使用某种机制使getc 非阻塞或添加超时以使您的线程有机会检查取消标志。

poll可以给你一个更优雅的出路。您可以将read 和getc 的阻塞部分替换为poll - 但是请记住，这会迫使您将stdin 专门用作文件描述符，而不是FILE*。在准备过程中，您为每个部分制作一个管道，其输出包含在相应的poll 中。在仅在生成管道后设置的信号处理程序中，您写入这些管道，指示线程应该关闭。如果 poll 显示那些特定 stop-pipe-fds 的活动，则退出循环，并在适当的线程中或并行区域之后进行清理。根据需要应用同步。

很抱歉给您带来坏消息。它很复杂，没有简单、正确、可复制粘贴的解决方案。无论如何，在这里使用 OpenMP 取消是不正确的。

¹：标准对此并不十分明确，它要求：

在执行可能会被取消的构造期间，线程不得遇到孤立的取消点。也就是说，取消点只能在该构造内遇到，而不能在其区域的其他地方遇到。

但是，由于取消区域本身就是隐式取消点，我想有人可能暗示取消构造必须始终在显式并行区域的词法范围内。无论如何，gcc 不会让您使用取消构造编译像信号处理程序这样的函数。

²：这实际上很好，但是您至少必须手动恢复errno，因为信号处理程序中的write 会覆盖它。 read 应该很方便地返回 EINTR。