唤醒线程在 accept() 调用时被阻塞

Question

Linux 上的套接字问题

我有一个工作线程在接受() 调用时被阻塞。它只是等待传入的网络连接，处理它，然后返回侦听下一个连接。

当程序退出时，我如何向这个网络工作线程（来自主线程）发出信号，使其从 accept() 调用返回，同时仍然能够优雅地退出其循环并处理其清理代码。

我尝试过的一些事情：

1. pthread_kill 发送信号。这样做感觉很笨拙，而且它不能可靠地允许线程执行它的关闭逻辑。也使程序终止。如果可能的话，我想避免信号。

2. pthread_cancel。和上面一样。这是对线程的严厉杀戮。那，线程可能正在做其他事情。

3. 从主线程关闭监听套接字以使 accept() 中止。这并不可靠。

一些限制：

如果解决方案涉及使侦听套接字非阻塞，那很好。但我不想接受涉及每隔几秒通过 select 调用唤醒线程以检查退出条件的解决方案。

退出的线程条件可能与退出的进程无关。

基本上，我要寻找的逻辑是这样的。

void* WorkerThread(void* args)
{
    DoSomeImportantInitialization();  // initialize listen socket and some thread specific stuff

    while (HasExitConditionBeenSet()==false)
    {
        listensize = sizeof(listenaddr);
        int sock = accept(listensocket, &listenaddr, &listensize);

        // check if exit condition has been set using thread safe semantics
        if (HasExitConditionBeenSet())
        {
            break;
        }

        if (sock < 0)
        {
            printf("accept returned %d (errno==%d)\n", sock, errno);
        }
        else
        {
            HandleNewNetworkCondition(sock, &listenaddr);
        }
    }

    DoSomeImportantCleanup(); // close listen socket, close connections, cleanup etc..
    return NULL;
}

void SignalHandler(int sig)
{
    printf("Caught CTRL-C\n");
}

void NotifyWorkerThreadToExit(pthread_t thread_handle)
{
    // signal thread to exit
}

int main()
{
    void* ptr_ret= NULL;
    pthread_t workerthread_handle = 0;

    pthread_create(&workerthread, NULL, WorkerThread, NULL);

    signal(SIGINT, SignalHandler);

    sleep((unsigned int)-1); // sleep until the user hits ctrl-c

    printf("Returned from sleep call...\n");

    SetThreadExitCondition(); // sets global variable with barrier that worker thread checks on

    // this is the function I'm stalled on writing
    NotifyWorkerThreadToExit(workerthread_handle);

    // wait for thread to exit cleanly
    pthread_join(workerthread_handle, &ptr_ret);

    DoProcessCleanupStuff();

}

Answer 1

如果 pthread 实现没有正确实现取消，则 pthread_cancel 取消在 accept() 中阻塞的线程是有风险的，也就是说，如果线程创建了一个套接字，就在返回到您的代码之前，会为它调用 pthread_cancel()，线程被取消，新创建的socket被泄露。虽然 FreeBSD 9.0 及更高版本没有这种竞争条件问题，但您应该先检查您的操作系统。

Answer 2

您可以使用管道通知线程您希望它退出。然后你可以有一个select() 调用，它在管道和监听套接字上都进行选择。

例如（编译但未完全测试）：

// NotifyPipe.h
#ifndef NOTIFYPIPE_H_INCLUDED
#define NOTIFYPIPE_H_INCLUDED

class NotifyPipe
{
        int m_receiveFd;
        int m_sendFd;

    public:
        NotifyPipe();
        virtual ~NotifyPipe();

        int receiverFd();
        void notify();
};

#endif // NOTIFYPIPE_H_INCLUDED

// NotifyPipe.cpp

#include "NotifyPipe.h"

#include <unistd.h>
#include <assert.h>
#include <fcntl.h>

NotifyPipe::NotifyPipe()
{
    int pipefd[2];
    int ret = pipe(pipefd);
    assert(ret == 0); // For real usage put proper check here
    m_receiveFd = pipefd[0];
    m_sendFd = pipefd[1];
    fcntl(m_sendFd,F_SETFL,O_NONBLOCK);
}


NotifyPipe::~NotifyPipe()
{
    close(m_sendFd);
    close(m_receiveFd);
}


int NotifyPipe::receiverFd()
{
    return m_receiveFd;
}


void NotifyPipe::notify()
{
    write(m_sendFd,"1",1);
}

然后select 和receiverFd()，并使用notify() 通知终止。

Answer 3

使用shutdown() 调用关闭套接字。这将唤醒所有阻塞在其上的线程，同时保持文件描述符有效。

close() 在另一个线程 B 正在使用的描述符上本质上是危险的：另一个线程 C 可能会打开一个新的文件描述符，然后线程 B 将使用该文件描述符而不是关闭的描述符。 dup2() /dev/null 可以避免这个问题，但不能可靠地唤醒阻塞的线程。

请注意，shutdown() 仅适用于套接字——对于其他类型的描述符，您可能需要 select+pipe-to-self 或取消方法。

Answer 4

关闭监听socket，accept会返回错误。

什么不能可靠地使用它？描述您面临的问题。