信号处理程序中的 C++ 打印？

Posted 2023-02-22

【中文标题】信号处理程序中的 C++ 打印？

【英文标题】：C++ printing in signal handlers?

【发布时间】：2021-04-27 11:31:12

【问题描述】：

我搜索了很多但没有人回答我的问题，我读到在这样的信号处理程序中使用 cout 是不安全的：

void ctrlZHandler(int sig_num) 
    //SIGTSTP-18
    std::cout << "smash: got ctrl-Z" << std::endl;
    SmallShell::route_signal(sig_num);

如果我把打印移到 route_signal 里面会解决问题吗？

在 C++11 中有安全调用函数的列表吗？

如果唯一的解决方案是使用 write，你能给我看个简短的例子吗，假设 route_signal 有 100 个打印，我应该用write() 替换所有吗？这听起来很累，需要分配内存和释放......

【问题讨论】：

这是不安全的，因为写入 std::cout 时的缓冲区。但是你可以打开std::cout 来写没有缓冲蚂蚁那么它可能更安全。

signal safety 表示没有内存分配。并且没有缓冲 I/O，因为它不会阻塞信号（除非您已采取措施确保这些例程的信号被阻塞）。信号处理程序调用的所有例程都具有相同的约束。

请在您的问题中提供一些minimal reproducible example（一些带有main 的C++ 代码）。 至少，多介绍一下您的应用程序。它有一些事件循环吗？它是多线程的吗？您是否有权访问所有源代码？某些 C++ 代码是由软件（哪一个）生成的？请edit您的问题在其中添加几段。另请阅读Advanced Linux Programming 和syscalls(2)。花几个小时阅读

C++ 代码处理信号示例 是 ninja 构建器或 fish shell（很快将是 RefPerSys 项目）两者都是开源的，您可以下载和研究他们的源代码。

另请阅读 signal(7) 和好的 operating system textbook

【参考方案1】：

信号处理程序需要快速运行并且是可重入的，这就是为什么它们不应该直接或间接调用像 cout

如果您是在受控条件下临时执行此操作以进行测试，则可能没问题，但请确保在处理程序完成之前不会再次触发您正在处理的信号，并注意流函数可能很慢，这可能会造成混乱也可以进行测试。

【讨论】：

这无论如何都不能回答我的问题，我没有问为什么它不安全

如果你知道它为什么不安全，你可以回答你自己的问题。

我问了我自己的建议

这回答了 1，并为您指明了 2 的正确方向（查找您正在开发的环境的可重入函数列表）。

【参考方案2】：

不推荐在信号处理程序中使用std::cout 的原因是因为信号可能随时中断您正在运行的代码，而std::cout::operator << 不可重入。

这意味着如果您在执行std::cout::operator << 时引发了一个在其执行过程中也使用它的信号，则结果是未定义的。

所以，不。将其移至 route_signal 并不能解决此问题，您应该在其中替换 std::cout 的每个调用！

一种解决方法是设置一个标志表明该信号已被接收，并在它返回后在信号处理程序之外创建一个输出。

【讨论】：

这无论如何都不能回答我的问题，我没有问为什么它不安全

【参考方案3】：

如果我把打印移到 route_signal 里面会解决问题吗？

没有。

在 C++11 中有安全调用函数的列表吗？

出于实际目的，您可以做的唯一安全的事情是在信号处理程序中设置volatile sig_atomic_t 或无锁原子标志。 （N3690 intro.execution §1.9 ¶6）

我既不是 C 也不是 C++ 语言律师，但我相信 C++11 信号处理程序中允许符合 C 应用程序的任何内容。但是，该集合非常非常有限：abort、quick_exit、_Exit 和 signal。 （ISO/IEC 9899:2011 §7.14.1.1 ¶5）。

如果唯一的解决方案是使用 write，你能给我看一个简短的例子吗，假设 route_signal 有 100 次打印，我应该用 write() 替换所有吗？这听起来很累，需要分配内存和释放...

更好的解决方案是重新设计您的程序以使用sigwait 或检查信号处理程序内是否安全设置了标志。

如果你坚持使用write，并且如果你相信在你的 C++ 实现中调用信号处理程序是安全的——它可能是安全的，但同样，C++ 本身并不能保证——那么你只需一个编码问题。您需要自己弄清楚格式，记住即使在符合 POSIX 的系统上 malloc 和 free 也不是异步信号安全的。当然可以。