Linux多线程与信号
Linux下的线程是所谓的轻量级进程（LWP: light weight process），其与普通进程一样拥有一个庞大的task_struct结构体，一个进程中的多个线程共享内存空间，毕竟它们属于同一个进程，所以需要向外呈现一个统一的pid，因此各线程的pid存放的是进程号，又由于线程同样也是进程，因此其有自己的进程id号，Linux为了支持多线程，于是添加了一个tid字段用于存放本线程的进程号，线程组的主线程pid同tid一致。getpid系统调用用于获取本进程的进程号，那怎么获取本线程（所谓的轻量级进程）的进程号呢？我刚从网上学到了一个技巧，据说是由于glibc没有包装该系统调用，所以只好自己手动使用syscall去调用了。gettid的系统调用号保存在”/usr/include/asm/unistd_32.h”头文件中，打开该文件可以看到有如下内容：
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/* 223 is unused */#define __NR_gettid 224#define __NR_readahead 225 |
因此可以使用如下方式来实现gettid函数：
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pid_t gettid()
{ //直接使用224代替SYS_gettid也可以returnsyscall(SYS_gettid); } |
下面这个程序较好地演示了多线程环境下使用信号的特点。线程的标识为pthread_t，它是一个结构体，直接打印会是一个地址，因此可以使用上面的gettid函数来获取本线程的进程号。
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/* sleep函数：
#include <unistd.h>unsigned int sleep(unsigned int seconds);此函数使调用进程被挂起，直到满足以下条件之一：1)已经过了seconds所指定的墙上时钟时间2)调用进程捕捉到一个信号并从信号处理程序返回注：由于其他系统活动，实际返回时间比所要求的会迟一些，像alarm一样。sleep的返回值：
1)在上述第一种情形中，返回值是02)当由于捕捉到某个信号sleep提前返回时，返回值是未睡够的时间(所要求的时间减去实际休眠时间)*/ #include <stdio.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <signal.h>#include <pthread.h>#include <sys/syscall.h> #include <linux/unistd.h> #define NUMTHREADS 3 //获取线程的pid
pid_t gettid()
{ returnsyscall(SYS_gettid); } voidsighand(int //普通线程组的执行函数
void*threadfunc(void*parm) { pthread_t tid = pthread_self(); intrc; printf("Thread %d entered\n", gettid()); rc = sleep(10); //需要仔细观察sleep函数的返回值 printf("Thread %d did not get expected results! rc=%d\n", returnNULL; } //屏蔽所有信号的线程组的执行函数void*threadmasked(void*parm) { pthread_t tid = pthread_self(); sigset_t mask; intrc; printf("Masked thread %d entered\n", gettid()); sigfillset(&mask); //这组线程阻塞所有的信号 rc = pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL); if(rc != 0) { printf("%d, %s\n", rc,strerror(rc)); returnNULL; } rc = sleep(5); //所以它们可以安心地睡到自然醒 //如果rc不能0就不正常了～ if(rc != 0) { printf("Masked thread %d did not get expected results! ""rc=%d, gettid(), rc); returnNULL; } printf("Masked thread %d completed masked work\n", gettid()); returnNULL; } int int argc,char **argv)
{ intrc; inti; structsigaction actions; //两组线程 pthread_t threads[NUMTHREADS]; pthread_t maskedthreads[NUMTHREADS]; printf("Enter Testcase - %s\n", argv[0]); printf("Set up the alarm handler for the process\n"); memset(&actions, 0,sizeof(actions)); sigemptyset(&actions.sa_mask); actions.sa_flags = 0; //信号处理函数 actions.sa_handler = sighand; //给定时器事件注册处理器 //如果不捕捉该信号，该信号会对整个进程起作用 //Linux下收到SIGALRM信号不处理，默认会打印"提醒时钟" //然后进程就退出了 rc = sigaction(SIGALRM, &actions, NULL); printf("Create masked and unmasked threads\n"); //开启两组线程 for(i=0; i < NUMTHREADS; ++i) { rc = pthread_create(&threads[i], NULL, threadfunc, NULL); if(rc != 0) { printf("%d, %s\n", rc,strerror(rc)); return-1; } rc = pthread_create(&maskedthreads[i], NULL, threadmasked, NULL); if(rc != 0) { printf("%d, %s\n", rc,strerror(rc)); return-1; } } //睡眠3秒再发信号 sleep(3); printf("Send a signal to masked and unmasked threads\n"); //向两组线程发送信号 for(i=0; i < NUMTHREADS; ++i) { rc = pthread_kill(threads[i], SIGALRM); rc = pthread_kill(maskedthreads[i], SIGALRM); } printf("Wait for masked and unmasked threads to complete\n"); //等待子进程退出 sleep(15); printf("Main completed\n"); return0; } //SIGALRM信号处理函数voidsighand(int { printf("Thread %d in signal handler\n", gettid()); return;} |
程序运行的结果如下：
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ecy@ecy-geek:~/pthreads$ ./pthread_maskEnter Testcase - ./pthread_maskSet up the alarm handler for the processCreate masked and unmasked threadsThread 11145 enteredMasked thread 11146 enteredThread 11147 enteredMasked thread 11148 enteredThread 11149 enteredMasked thread 11150 enteredSend a signal to masked and unmasked threadsWait for masked and unmasked threads to completeThread 11149 in signal handlerThread 11149 did not get expected results! rc=7Thread 11145 in signal handlerThread 11145 did not get expected results! rc=7Thread 11147 in signal handlerThread 11147 did not get expected results! rc=7Masked thread 11146 completed masked workMasked thread 11148 completed masked workMasked thread 11150 completed masked workMain completed |
分析上述结果可知，在主线程设置好对某个信号的处理方法，同样会适用于子线程。上面的程序中，主线程设置好了SIGALRM信号处理函数，子线程收到SIGALRM信号会调用信号处理函数sighand来处理该信号（当然是在没有修改的情况下）；使用pthread_kill可以向指定的线程发送信号；每个线程都可以有自己的信号屏蔽表，如果不屏蔽SIGALRM信号，SIGALRM会中断sleep的执行，sleep函数返回剩余的秒数。