Linux被中断的系统调用

慢系统调用,指的是可能永远无法返回,从而使进程永远阻塞的系统调用,比如无客户连接时的accept、无输入时的read都属于慢速系统调用。 在Linux中,当阻塞于某个慢系统调用的进程捕获一个信号,则该系统调用就会被中断,转而执行信号处理函数,这就是被中断的系统调用。 然而,当信号处理函数返回时,有可能发生以下的情况:

  • 如果信号处理函数是用signal注册的,系统调用会自动重启,函数不会返回
  • 如果信号处理函数是用sigaction注册的
    • 默认情况下,系统调用不会自动重启,函数将返回失败,同时errno被置为EINTR
    • 只有中断信号的SA_RESTART标志有效时,系统调用才会自动重启

下面我们编写代码,分别验证上述几种情形,其中系统调用选择read,中断信号选择SIGALRM,中断信号由alarm产生。

使用signal

#include 
#include 
#include 
#include 

void handler(int s)
{
    printf("read is interrupt by signal handler\n");
    return;
}

int main()
{
    char buf[10];
    int nread = 0;

    signal(SIGALRM, handler);
    alarm(2);

    printf("read start\n");
    nread = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
    printf("read return\n");

    if ((nread < 0) && (errno == EINTR))
    {
        printf("read return failed, errno is EINTR\n");
    }

    return 0;
}

Linux被中断的系统调用_第1张图片

使用sigaction + 默认情况

#include 
#include 
#include 
#include 

void handler(int s)
{
    printf("read is interrupt by signal handler\n");
    return;
}

int main()
{
    char buf[10];
    int nread = 0;
    struct sigaction act;

    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_handler = handler;
    act.sa_flags = 0;  //不给SIGALRM信号设置SA_RESTART标志,使用sigaction的默认处理方式
    //act.sa_flag |= SA_INTERRUPT;  //SA_INTERRUPT是sigaction的默认处理方式,即不自动重启被中断的系统调用
    //实际上,不管act.sa_flags值为多少,只要不设置SA_RESTART,sigaction都是按SA_INTERRUPT处理的

    sigaction(SIGALRM, &act, NULL);
    alarm(2);

    printf("read start\n");
    nread = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
    printf("read return\n");

    if ((nread < 0) && (errno == EINTR))
    {
        printf("read return failed, errno is EINTR\n");
    }

    return 0;
}

Linux被中断的系统调用_第2张图片

使用sigaction + 指定SA_RESTART标志

#include 
#include 
#include 
#include 

void handler(int s)
{
    printf("read is interrupt by signal handler\n");
    return;
}

int main()
{
    char buf[10];
    int nread = 0;
    struct sigaction act;

    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_handler = handler;
    act.sa_flags = 0;
    act.sa_flags |= SA_RESTART;  //给SIGALRM信号设置SA_RESTART标志

    sigaction(SIGALRM, &act, NULL);
    alarm(2);

    printf("read start\n");
    nread = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
    printf("read return\n");

    if ((nread < 0) && (errno == EINTR))
    {
        printf("read return failed, errno is EINTR\n");
    }

    return 0;
}

Linux被中断的系统调用_第3张图片

由于对被中断系统调用处理方式的差异性,因此对应用程序来说,与被中断的系统调用相关的问题是:

  • 应用程序无法保证总是知道信号处理函数的注册方式,以及是否设置了SA_RESTART标志
  • 可移植的代码必须显式处理关键函数的出错返回,当函数出错且errno等于EINTR时,可以根据实际需求进行相应处理,比如重启该函数
int nread = read(fd, buf, 1024);

if (nread < 0)
{
    if (errno == EINTR)
    {
        //read被中断,其实不应该算作失败,可以根据实际需求进行处理,比如重写调用read,也可以忽略它
    }
    else
    {
        //read真正的读错误
    }
}

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