使用 epoll_wait 和 signalfd 处理信号答案

【问题标题】：Handle signals with epoll_wait and signalfd使用 epoll_wait 和 signalfd 处理信号
【发布时间】：2017-08-29 22:35:48
【问题描述】：

我正在使用套接字和系统调用编写自己的echo server。我正在使用epoll 同时与许多不同的客户端一起工作，并且与客户端完成的所有操作都是非阻塞的。当服务器打开并且什么都不做时，它位于epoll_wait。现在我想添加使用信号关闭服务器的可能性。例如，我在bash terminal 中启动服务器，然后按ctrl-c，服务器以某种方式处理SIGINT。我的计划是使用signalfd。我创建了新的signalfd 并将其添加到epoll 实例中，代码如下：

    sigset_t mask;
    sigemptyset(&mask);
    sigaddset(&mask, SIGTERM);
    sigaddset(&mask, SIGINT);
    signal_fd = signalfd(-1, &mask, 0);

    epoll_event event;
    event.data.fd = signal_fd;
    event.events = EPOLLIN;
    epoll_ctl(fd, EPOLL_CTL_ADD, signal_fd, &event);

然后我希望，当epoll 正在等待并且我按下ctrl-c 时，epoll 上的事件会发生，它会唤醒，然后我使用以下代码处理信号：

    if (events[i].data.fd == signal_fd)
    {
        //do something
        exit(0);
    }

虽然实际上服务器只是停止而不处理信号。我做错了什么，解决我的问题的正确方法是什么？如果我没有正确理解信号，那么应该在哪里使用signalfd？

【问题讨论】：

来自精品手册：Normally, the set of signals to be received via the file descriptor should be blocked using sigprocmask(2), to prevent the signals being handled according to their default dispositions.
谢谢，使用sigprocmask 解决了所有问题！

标签： c sockets signals epoll

【解决方案1】：

在创建信号 FD 之前，您必须阻止所有要使用信号 FD 处理的信号。否则，这些信号仍然会中断阻塞的系统调用，例如 epoll_wait() - 正如您所观察到的那样。

另见signalfd(2) man page：

通常，通过文件描述符接收的一组信号应使用sigprocmask(2) 阻止，以防止信号被根据他们的默认处置进行处理。

因此，您必须像这样更改示例：

    sigset_t mask;
    sigemptyset(&mask);
    sigaddset(&mask, SIGTERM);
    sigaddset(&mask, SIGINT);
    int r = sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, 0);
    if (r == -1) {
        // XXX handle errors
    }
    signal_fd = signalfd(-1, &mask, 0);
    if (signal_fd == -1) {
        // XXX handle errors
    }

    epoll_event event;
    event.data.fd = signal_fd;
    event.events = EPOLLIN;
    r = epoll_ctl(fd, EPOLL_CTL_ADD, signal_fd, &event);
    if (r == -1) {
        // XXX handle errors
    }

【讨论】：

【解决方案2】：

虽然实际上服务器只是停止而不处理信号。我做错了什么，解决我的问题的正确方法是什么？如果我没有正确理解信号，那么应该在哪里使用 signalfd？

信号处理程序是每个进程的。您将信号处理程序保留为默认值，即终止进程。

所以你需要添加这样的东西，

struct sigaction action;
std::memset(&action, 0, sizeof(struct sigaction));
action.sa_handler = your_handler;
sigaction(signum, &action, NULL);

对于您希望应用程序接收中断的每个签名。还要处理 sigaction 的返回值。我的经验是，如果您使用 SIG_IGN 作为处理程序，那么您仍然会从“外部”中断像 epoll_pwait 这样的系统调用，但是当您尝试通过直接发送信号来从程序本身唤醒线程时，它将不起作用线程使用pthread_kill。

接下来，您需要屏蔽来自每个线程的所有信号，以便默认情况下没有线程会接收它（否则会唤醒随机线程来处理信号）。最简单的方法是在创建任何线程之前在 main 中执行此操作。

例如，

sigset_t all_signals;
sigemptyset(&all_signals);
sigaddset(&all_signals, signum); // Repeat for each signum that you use.
sigprocmask(SIG_BLOCK, &all_signals, NULL);

然后，当您希望每个线程接收信号时，取消阻塞每个线程的信号。

如果您使用signalfd，那么您不想解除阻塞 - 系统调用会解除对信号本身的阻塞，只需传递适当的掩码（为signalfd 设置位（它使用传递的掩码解除阻塞）。参见也是signalfd的手册页）。

epoll_pwait 工作方式不同；就像pselect 一样，您解除对您感兴趣的信号的阻塞。您为该信号设置一个处理程序（见上文），该处理程序设置一个标志。然后在调用epoll_pwait 之前阻塞信号，然后测试标志并处理它，然后调用epoll_pwait 而不先解除阻塞信号。在 epoll_wait 返回后，您可以再次解除对信号的阻塞，以便再次调用您的处理程序。

【讨论】：

【解决方案3】：

epoll_wait 在被信号中断时返回-1 和errno == EINTR。在这种情况下，您需要从signal_fd 到read。

将信号的信号处理程序设置为SIG_IGN，否则信号可能会终止您的应用程序。

见man signal 7:

以下接口被中断后永远不会重启一个信号处理程序，不管SA_RESTART的使用；他们总是失败被信号处理程序中断时出现错误EINTR：

文件描述符复用接口：epoll_wait(2)， epoll_pwait(2)、poll(2)、ppoll(2)、select(2) 和 pselect(2)。

【讨论】：

感谢您的回答和参考！但我仍然无法处理信号。当 signalfd 在 epoll 中时，我有 epoll_wait 系统调用。然后，当我从 bash 发送信号时，似乎程序没有进一步执行。所以如果 (return_value_of_epoll_wait == -1) 条件在发送信号时永远不会被检查。我该如何处理这个问题？非常感谢提前！
@AleksandrTukallo 为您添加了关于信号处理程序的注释。
如果信号被屏蔽，那么 signalfd 是完全可轮询的，还有 epoll_pwait 可以接受信号屏蔽。 poll(2), select(2) （和类似的）如果掩码中的一个或多个信号对进程未决，则文件描述符是可读的（select(2) readfds 参数；poll(2) POLLIN 标志）。 signalfd 文件描述符还支持其他文件描述符复用 API：pselect(2)、ppoll(2) 和 epoll(7)。
@Maquefel 不清楚你想说什么。添加您自己的答案。