socket中的函数遇见EINTR的处理

Posted 2020-09-26 sky

转自：http://blog.chinaunix.net/uid-21501855-id-4490453.html

这几天，写服务器代码过程当中，遇见EINRT信号的问题，我是借鉴 《unp 》，采用continue或者goto again循环解决的。但是感觉这个还是很有必要记录一下。网络上查找到的信息很多。下面是我查找到的和EINTR有关的介绍：
1  http://blog.csdn.net/yanook/article/details/7226019  慢系统调用函数如何处理中断信号EINTR
2  http://blog.csdn.net/benkaoya/article/details/17262053 信号中断 与 慢系统调用
3  http://1.guotie.sinaapp.com/?p=235    socket,accept,connect出现EINTR错误的解决方法
个人认为2说的比较明确，建议大家多看看。
我的记录基本上是对2的抄袭：

慢系统调用：可能永远阻塞的系统调用，这很关键，不适用于非诸塞的情况。永远阻塞的系统调用是指调用永远无法返回，多数网络支持函数都属于这一类。如：若没有客户连接到服务器上，那么服务器的accept调用就会一直阻塞。
(以下为抄袭2原文)
EINTR说明：如果进程在一个慢系统调用(slow system call)中阻塞时，当捕获到某个信号且相应信号处理函数返回时，这个系统调用被中断，调用返回错误，设置errno为EINTR（相应的错误描述为“Interrupted system call”）。

怎么看哪些系统条用会产生EINTR错误呢？man 7 signal，在ubuntu 10.04上可以查看，哪些系统调用会产生 EINTR错误。

如何处理被中断的系统调用

既然系统调用会被中断，那么别忘了要处理被中断的系统调用。有三种处理方式：

◆ 人为重启被中断的系统调用

◆ 安装信号时设置 SA_RESTART属性（该方法对有的系统调用无效）

◆  忽略信号（让系统不产生信号中断）

人为重启被中断的系统调用

人为当碰到EINTR错误的时候，有一些可以重启的系统调用要进行重启，而对于有一些系统调用是不能够重启的。例如：accept、read、write、select、和open之类的函数来说，是可以进行重启的。不过对于套接字编程中的connect函数我们是不能重启的，若connect函数返回一个EINTR错误的时候，我们不能再次调用它，否则将立即返回一个错误。针对connect不能重启的处理方法是，必须调用select来等待连接完成。

这里的“重启”怎么理解？

一些IO系统调用执行时，如 read 等待输入期间，如果收到一个信号，系统将中断read， 转而执行信号处理函数. 当信号处理返回后， 系统遇到了一个问题： 是重新开始这个系统调用， 还是让系统调用失败？早期UNIX系统的做法是， 中断系统调用，并让系统调用失败， 比如read返回 -1， 同时设置 errno 为EINTR中断了的系统调用是没有完成的调用，它的失败是临时性的，如果再次调用则可能成功，这并不是真正的失败，所以要对这种情况进行处理， 典型的方式为：

另外，原文建议上去github上看看别人怎么处理EINTR错误的，下面2个处理方面均是截图过来的：

connect处理方式，抄袭3原文，没有测试过，处理方法是对的。
connect的问题，当connect遇到EINTR错误时，不能向上面那样重新进入循环处理，原因是，connect的请求已经发送向对方，正在等待对方回应，这是如果重新调用connect，而对方已经接受了上次的connect请求，这一次的connect就会被拒绝，因此，需要使用select或poll调用来检查socket的状态，如果socket的状态就绪，则connect已经成功，否则，视错误原因，做对应的处理。

#include poll.h

int check_conn_is_ok(socket_t sock) {
	struct pollfd fd;
	int ret = 0;
	socklen_t len = 0;

	fd.fd = sock;
	fd.events = POLLOUT;

	while ( poll (&fd, 1, -1) == -1 ) {
		if( errno != EINTR ){
			perror("poll");
			return -1;
		}
	}

	len = sizeof(ret);
	if ( getsockopt (sock, SOL_SOCKET, SO_ERROR,
                     &ret,
                     &len) == -1 ) {
    	        perror("getsockopt");
		return -1;
	}

	if(ret != 0) {
		fprintf (stderr, "socket %d connect failed: %s\n",
                 sock, strerror (ret));
		return -1;
	}

	return 0;
}

在调用connect时，这样使用：

#include erron.h

....
if(connnect()) {
    if(errno == EINTR) {
        if(check_conn_is_ok() < 0) {
              perror();
              return -1;
        }
        else {
             printf("connect is success!\n");
        }
    }
    else {
         perror("connect");
         return -1;
    }
}

我一般使用continue或者goto来处理。

安装信号时设置 SA_RESTART属性

我们还可以从信号的角度来解决这个问题，  安装信号的时候， 设置 SA_RESTART属性，那么当信号处理函数返回后， 不会让系统调用返回失败，而是让被该信号中断的系统调用将自动恢复。

[cpp] view plaincopy

 

1. struct sigaction action;  
2.    
3. action.sa_handler = handler_func;  
4. sigemptyset(&action.sa_mask);  
5. action.sa_flags = 0;  
6. /* 设置SA_RESTART属性 */  
7. action.sa_flags |= SA_RESTART;  
8.    
9. sigaction(SIGALRM, &action, NULL);  

但注意，并不是所有的系统调用都可以自动恢复。如msgsnd喝msgrcv就是典型的例子，msgsnd/msgrcv以block方式发送/接收消息时，会因为进程收到了信号而中断。此时msgsnd/msgrcv将返回-1，errno被设置为EINTR。且即使在插入信号时设置了SA_RESTART，也无效。在man msgrcv中就有提到这点：

msgsnd and msgrcv are never automatically restarted after being interrupted by a signal handler, regardless of the setting  of the SA_RESTART flag when establishing a signal  handler.

 

忽略信号

当然最简单的方法是忽略信号，在安装信号时，明确告诉系统不会产生该信号的中断。

[cpp] view plaincopy

 

1. struct sigaction action;  
2.    
3. action.sa_handler = SIG_IGN;  
4. sigemptyset(&action.sa_mask);  
5.    
6. sigaction(SIGALRM, &action, NULL);  

测试代码1

1. #include <signal.h>  
2. #include <stdio.h>  
3. #include <stdlib.h>  
4. #include <error.h>  
5. #include <string.h>  
6. #include <unistd.h>  
7.    
8. void sig_handler(int signum)  
9. {  
10.     printf("in handler\n");  
11.     sleep(1);  
12.     printf("handler return\n");  
13. }  
14.    
15. int main(int argc, char **argv)  
16. {  
17.     char buf[100];  
18.     int ret;  
19.     struct sigaction action, old_action;  
20.    
21.     action.sa_handler = sig_handler;  
22.     sigemptyset(&action.sa_mask);  
23.     action.sa_flags = 0;  
24.     /* 版本1:不设置SA_RESTART属性 
25.      * 版本2:设置SA_RESTART属性 */  
26.     //action.sa_flags |= SA_RESTART;  
27.    
28.     sigaction(SIGALRM, NULL, &old_action);  
29.     if (old_action.sa_handler != SIG_IGN) {  
30.         sigaction(SIGALRM, &action, NULL);  
31.     }  
32.     alarm(3);  
33.      
34.     bzero(buf, 100);  
35.    
36.     ret = read(0, buf, 100);  
37.     if (ret == -1) {  
38.         perror("read");  
39.     }  
40.    
41.     printf("read %d bytes:\n", ret);  
42.     printf("%s\n", buf);  
43.    
44.     return 0;  
45. }  

在ubuntu 10.04 上测试结果：
不设置SA_RESTART，执行结果如下：
说明接受信号处理完成以后，主函数收到EINTR信号，read函数返回-1，退出
设置SA_RESTART，执行结果如下：

说明设置SA_RESTART参数以后，自动重新调用read函数，没有体现在应用层代码中，在应用层看来，这个EINTR没有造成任何影响。

个人认为下面的总结很重要：

慢系统调用(slow system call)会被信号中断，系统调用函数返回失败，并且errno被置为EINTR（错误描述为“Interrupted system call”）。

处理方法有以下三种：①人为重启被中断的系统调用；②安装信号时设置 SA_RESTART属性；③忽略信号（让系统不产生信号中断）。

有时我们需要捕获信号，但又考虑到第②种方法的局限性（设置 SA_RESTART属性对有的系统无效，如msgrcv），所以在编写代码时，一定要“人为重启被中断的系统调用”。