«Старая» модель обработки сигнала

«Старая» модель обработки сигнала

В ранних версиях UNIX была принята единственная модель обработки сигналов, основанная на функции signal(), которая подразумевает семантику так называемых «ненадежных сигналов», принятую в этих ОС. Позже эта модель была подвержена радикальной критике, вскрывшей ее «ненадежность». Данная модель сохранена для совместимости с ранее разработанным программным обеспечением. Она обладает существенными недостатками, основными из которых являются:

• процесс не может заблокировать сигнал, то есть отложить получение сигнала на период выполнения критических участков кода;

• каждый раз при получении сигнала его диспозиция устанавливается на действие по умолчанию, и при необходимости продолжить обработку поступающих сигналов требуется повторно восстанавливать требуемый обработчик.

Вот пример (файл s2.cc) использования этой модели в коде, который уже стал иллюстративным образцом и кочует из одного источника в другой:

Ненадежная модель реакции на сигнал

#include <iostream.h>

#include <signal.h>

#include <unistd.h>

// обработчик сигнала SIGINT

static void handler(int signo) {

 // восстановить обработчик:

 signal(SIGINT, handler);

 cout << "Получен сигнал SYSINT" << endl;

}

int main() {

 // устанавливаются диспозиции сигналов:

 signal(SIGINT, handler);

 signal(SIGSEGV, SIG_DFL);

 signal(SIGTERM, SIG_IGN);

 while(true) pause();

}

Примечание

Макросы SIG_DFL и SIG_IGN определяются так:

#define SIG_ERR  (( void(*)(_SIG_ARGS))-1 )

#define SIG_DFL  (( void(*)(_SIG_ARGS))0)

#define SIG_IGN  (( void(*)(_SIG_ARGS))1)

#define SIG_HOLD (( void(*)(_SIG_ARGS))2)

где _SIG_ARGS — это фактически тип int. SIG_DFL и SIG_IGN устанавливают диспозиции сигнала «по умолчанию» и «игнорировать» соответственно, а о SIG_HOLD мы будем отдельно говорить позже.

Выполнение этой программы вам будет не так просто прекратить: на комбинацию завершения [Ctrl+C] она отвечает сообщением о получении сигнала... и все. Воспользуемся для этого посылкой программе опять же сигнала, но из другого процесса (другого экземпляра командного интерпретатора). Смотрим PID запущенного процесса:

# pidin

...

220//86 1 /s2 10 r STOPPED

...

И посылаем процессу сигнал завершения:

# kill -9 2207786 или kill -SIGKILL 2207786

Таким же образом, как показано командой kill, мы будем посылать сигналы процессам «извне» и в описываемых далее тестах, не останавливаясь подробно, как это происходит, в том числе и для сигналов реального времени (41…56).

Предыдущий пример можно переписать (файл s4.cc) для обеспечения часто требуемой на практике защиты от немедленного прерывания выполнения по [Ctrl+C], чтобы дать программе возможность выполнить все требуемые операции по завершению (сбросить буферы данных на диск, закрыть файлы, сокеты и другие используемые объекты):

#include <stdlib.h>

#include <iostream.h>

#include <signal.h>

#include <unistd.h>

static void handler(int signo) {

 cout << "Saving data ... wait. " << flush;

 sleep(2); // здесь выполняются все завершающие действия!

 cout << "                          " << flush;

 exit(EXIT_SUCCESS);

}

int main() {

 signal(SIGINT, handler);

 signal(SIGSEGV, SIG_DFL);

 signal(SIGTERM, SIG_IGN);

 while (true) pause();

}

Оператор ожидания pause() при поступлении сигналов завершается с возвратом -1, а переменная errno устанавливается в EINTR. Этот оператор дает нам еще один способ (файл s3.cc) неявного (без явной установки обработчиков) использования сигналов:

#include <stream.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

int main(void) {

 alarm(5);

 cout << "Waiting to die in 5 seconds ..." << endl;

 pause();

 return EXIT_SUCCESS;

}

Описываемая модель обработки сигналов обладает рядом недостатков, считается устаревшей и, более того, как было показано, не обеспечивает надежную обработку сигналов. Тем не менее эту модель достаточно широко применяют в простых случаях, например при необходимости установить тайм-аут для некоторой операции. Вот как, к примеру, устанавливается тайм-аут ожидания установления соединения в TCP/IP-клиенте [9]:

void alarm_handler(int sig) { return; }

int main() {

 ...

 signal(SIGALRM, alarm_handler); alarm(5);

 int rc = connect( ... );

 alarm(0);

 if (rc < 0 && errno == EINTR)

 cout << "Истек тайм-аут" << endl, exit(EXIT_FAILURE);

 ...

}

Здесь уместно напомнить немаловажное обстоятельство, связанное с сигналами, которое обделяется вниманием во многих руководствах по программированию: большинство блокирующих вызовов API (connect(), delay(), wait(), waitid() и многие другие) будут разблокированы при получении блокированным потоком любого сигнала. Такие вызовы API, как pause() и sigwait(), вообще предназначены только для выполнения пассивной блокировки до момента поступления сигнала. Многие их них возвращают значение или устанавливают в качестве кода системной ошибки errno значение EINTR, специально отведенное для отражения такого результата завершения, как прерывание поступившим извне сигналом. Мы неоднократно будем использовать это обстоятельство в тексте примеров программного кода, например:

if (delay(100) != 0)

В данном случае учитываем, что функция delay() возвращает нереализованный остаток «заказанного» ей ожидания, который может быть ненулевым только при прерывании этого ожидания сигналом извне (нулевое значение соответствует «естественному» истечению времени задержки).