在多线程信号处理程序中调用 fflush？答案

【问题标题】：Calling fflush inside multithreaded signal handler?在多线程信号处理程序中调用 fflush？
【发布时间】：2016-04-30 19:14:57
【问题描述】：

我有一个实现多线程网络代理的基本草图：

FILE *proxy_log_file;

static void
SIGUSR1_handler(int sig)
{
    (void)sig;
    fflush(proxy_log_file);
}

int
main(int argc, char **argv)
{
    proxy_log_file = fopen("proxy.log", "a");
    Signal(SIGUSR1, SIGUSR1_handler);
}

这个想法是网络管理员可以通过使用kill 命令向网络代理发送SIGUSR1 信号将缓冲的日志条目刷新到日志文件。但是，我不确定在信号处理程序中调用 fflush 是否是个好主意。我知道fflush 是线程安全的，但不认为它是异步信号安全的。在多线程的信号处理程序中调用fflush 会出现什么并发问题？

【问题讨论】：

标签： c multithreading fflush

【解决方案1】：

假设您的线程调用一个标准 IO 函数，该函数锁定了一个保护流数据结构的互斥体。在解锁该互斥体之前，会传递一个信号，并调用您的信号处理程序。您的信号处理程序调用fflush() 并尝试锁定互斥锁。您的线程和您的标准 IO 流现在将永远死锁，因为您的信号处理程序将在互斥体上等待，但它永远不会变得可用，因为您的线程将阻塞，直到信号处理程序返回。这是一个典型的僵局。

这就是线程和信号处理程序之间的区别。如果一个线程试图锁定一个互斥体并且发现它已经被锁定，它就会进入休眠状态，其他线程将运行，并且迟早持有互斥体的线程将解锁它。但是您的信号处理程序不是线程，因此它不会进入睡眠状态并让被中断的线程运行 - 该线程将简单地阻塞，直到信号处理程序返回，在上面的示例中，它永远不会。

【讨论】：

所以我需要阻止异步传递并创建一个专用线程来同步接收信号，例如调用sigwait?
不，您只需不要从信号处理程序中调用非异步安全的函数。这样做是不安全的。例如，您的信号处理程序可以设置一个您已声明为 volatile sig_atomic_t 的标志，然后返回，如果它检测到该标志已设置，您的一个线程可以刷新流。或者，为此使用信号以外的机制。
您所写的内容仅适用于受互斥体保护的流。后者自 C11 起已标准化。在 C11 标准之前，代码可能不会死锁，但仍可能表现出其他一些奇怪的行为，例如刷新另一个线程的半填充缓冲区。
@alk：是的，尽管只要有 POSIX 线程，POSIX 就要求标准 IO 函数是线程安全的，所以在问题处理的类 UNIX 平台上，流可能受到互斥保护的时间比这更长。