如何在多线程应用程序中使用异步信号管理共享 POSIX 信号量答案

【问题标题】：How to manage a shared POSIX semaphore with async signals in a multithreaded application如何在多线程应用程序中使用异步信号管理共享 POSIX 信号量
【发布时间】：2012-09-05 10:31:03
【问题描述】：

我必须编写一个线程安全库，该库使用 POSIX 信号量（用作初始值 = 1 的互斥量）进行同步。我发现了一些正确管理异步信号的问题。我有一个链接到这个静态库的应用程序，并且应用程序（多线程）调用库的函数。对某些内部结构的访问由 posix 信号量控制（它在库内部）：

void library_func1(lib_handler *h)
{
   sem_wait(sem);
   /* do some stuff with global data */
   sem_post(sem);
}

void library_func2(lib_handler *h)
{
   sem_wait(sem);
   /* do some stuff with global data */
   sem_post(sem);
}

void library_close(lib_handler *h)
{
   ...
}

如果在一个线程锁定信号量时引发了一个异步信号，比如说SIGINT，会附加什么？如果我重新启动应用程序，我将遇到死锁，因为信号量存在并且它的值为0。有一个函数library_close 可以在引发异步信号时释放信号量，但这是最好的检查方法（我认为只有在exit 之后，该函数才是信号安全的）？在多线程应用程序中，对所有信号使用单个线程管理器通常是一个好习惯：该线程应该在库中还是可以在应用程序中启动它？

谢谢大家。

【问题讨论】：

标签： linux multithreading signals async-safe

【解决方案1】：

Linux futex 也有同样的问题。它不是完全可解决的，但您可以做的是编写进程的 pid，将信号量锁定在同一共享内存区域的某处。如果另一个进程试图锁定信号量并且花费的时间太长（对于某些“太长”值），它会通过从共享内存中读取 pid 来找出哪个进程锁定了信号量。如果该进程不再存在，您就知道您处于死锁状态（您可能应该死掉，因为库的内部数据可能处于不一致的状态）。

这仍然存在一个小竞争，因为获取锁的进程可能会在锁定之后但在写入其 pid 之前死亡。 AFAIK 没有办法使用信号量来避免这种情况。（如果您有一个锁实现，其中 pid 在获取时以原子方式写入锁变量，它可能会起作用，但您可能需要自己编写。）

【讨论】：

【解决方案2】：

静态库的状态不会在应用的不同运行之间转移，也不会被使用它的其他应用共享。它是使用它的应用程序状态的一部分。所以你的信号量不会处于不稳定状态。

【讨论】：

信号量在应用程序之间共享。
怎么样？你在使用某种类型的进程间通信方案吗？
一个 POSIX 信号量可以通过例如/dev/shm 访问，因此在进程之间共享。