信号处理问题

Question

在 fork 调用之后，我有一个父亲必须将 sigusr1 或 sigusr2（基于“cod”变量的值）发送给他的孩子。孩子必须在收到 sigusr1 或 sigusr2 之前安装适当的处理程序。为此，我暂停了父亲，等待孩子向他发出信号，告诉他他已完成处理程序的安装。父亲由 sigusr1 发出信号，并且该信号的处理程序在 fork 调用之前安装。但是，似乎父亲无法从暂停中返回，这让我认为他实际上从未调用过 sigusr1 处理程序。

[...]

    typedef enum{FALSE, TRUE} boolean;

    boolean sigusr1setted = FALSE;
    boolean sigusr2setted = FALSE;


    void
    sigusr1_handler0(int signo){
             return;
    }

    void
    sigusr1_handler(int signo){
            sigusr1setted = TRUE;
    }

    void
    sigusr2_handler(int signo){
            sigusr2setted = TRUE;
    }  

    int main(int argc, char *argv[]){
         [...]

         if(signal(SIGUSR1, sigusr1_handler0) == SIG_ERR){
            perror("signal 0 error");
            exit(EXIT_FAILURE); 
         }

         pid = fork();
                    if (pid == 0){
                        if(signal(SIGUSR1, sigusr1_handler) == SIG_ERR){
                            perror("signal 1 error");
                            exit(EXIT_FAILURE);
                        }

                        if(signal(SIGUSR2, sigusr2_handler) == SIG_ERR){
                            perror("signal 2 error");
                            exit(EXIT_FAILURE);         
                        }

                        kill(SIGUSR1, getppid()); // wake up parent by signaling him with sigusr1

                        // Wait for the parent to send the signals...
                        pause();

                        if(sigusr1setted){
                            if(execl("Prog1", "Prog1", (char*)0) < 0){
                                perror("exec P1 error");
                                exit(EXIT_FAILURE);
                            }
                        }

                        if(sigusr2setted){
                            if(execl("Prog2", "Prog2", (char*)0) < 0){
                                perror("exec P2 error");
                                exit(EXIT_FAILURE);
                            }
                        }

                        // Should'nt reach this point : something went wrong...
                        exit(EXIT_FAILURE);

                    }else if (pid > 0){
                        // The father must wake only after the child has done with the handlers installation

                        pause(); 

                        // Never reaches this point ... 
                        if (cod == 1)
                            kill(SIGUSR1, pid);
                        else 
                            kill(SIGUSR2, pid);

                        // Wait for the child to complete..
                        if(wait(NULL) == -1){
                            perror("wait 2 error"); 
                            exit(EXIT_FAILURE);             
                        }

                             [...]

                    }else{
                        perror("fork 2 error");
                        exit(EXIT_FAILURE);
                    }
         [...]

         exit(EXIT_SUCCESS);
    }

Answer 1

从 cmets 收集一个合理的答案 - 所以这从一开始就是 Community Wiki。 （如果 Oli 提供了答案，请投票而不是这个！）

Oli Charlesworth 给出了可能是问题的核心：

• 我怀疑您产生的竞争条件与您预期的相反。在父级到达pause() 之前，子级将 SIGUSR1 发送给父级。

ouah 准确记录：

• 信号处理程序和非处理程序代码（您的布尔对象）之间共享的对象必须具有volatile sig_atomic_t 类型，否则代码未定义。

也就是说，对于可以在信号处理程序中完成的操作，POSIX 比标准 C 允许更宽松一些。我们可能还会注意到 C99 提供了 <stdbool.h> 来定义 bool 类型。

原发帖人评论：

我不知道如何确保父母先进入pause() 呼叫而不在孩子中使用sleep()（这不能保证什么）。有什么想法吗？

建议：使用usleep()（微秒睡眠，或睡眠微秒），还是nanosleep()（纳秒睡眠）？

或者使用不同的同步机制，比如：

1. 父进程创建FIFO；
2. fork();
3. child 打开 FIFO 进行写入（阻塞直到有读取器）；
4. 父级打开 FIFO 进行读取（阻塞直到有写入器）；
5. 当因为open() 调用返回而解除阻塞时，两个进程都会简单地关闭 FIFO；
6. 父级删除 FIFO。

注意两个进程之间没有通过FIFO进行数据通信；代码只是依靠内核来阻塞进程，直到有一个读取器和一个写入器，所以两个进程都准备好了。

另一种可能性是父进程可以尝试if (siguser1setted == FALSE) pause(); 来减少竞争条件的窗口。但是，它只会缩小窗口；它不保证不会发生竞态条件。也就是说，墨菲定律适用，信号可能在测试完成和pause() 执行之间到达。

所有这些都表明信号不是一个很好的 IPC 机制。它们可用于 IPC，但实际上很少用于同步。

顺便说一句，没有必要测试任何exec*() 系列函数的返回值。如果系统调用返回，则失败。

提问者又问了一遍：

使用进程间共享的 POSIX 信号量不是更好吗？

信号量肯定是同步这两个进程的另一种有效机制。因为我当然必须查看信号量的手册页，而我可以不看就记住如何使用 FIFO，我不确定我是否真的会使用它们，但是创建和删除 FIFO 有其自身的一系列问题因此尚不清楚它是否以任何方式“更好”（或“更糟”）；只是不同。它是mkfifo()、open()、close()、unlink() 用于 FIFO 与 sem_open()（或 sem_init()）、sem_post()、sem_wait()、sem_close()，可能还有 @9876543（或 @98876543） @) 用于信号量。您可能想考虑向atexit() 注册一个“FIFO 删除”或“信号量清理”功能，以确保在尽可能多的情况下销毁 FIFO 或信号量。但是，对于测试程序来说，这可能是 OTT。