Signal處理中的函數可重入問題

1. Signal信號簡介

       信號是軟件層次上模擬的中斷，它是一種異步通訊的處理機制。信號的異步性意味着，應用程序不用等待事件的發生，當信號發生時應用程序自動陷入到對應的信號處理函數中。產生信號的事件對進程而言是隨機出現的。信號的響應方式有忽略、捕捉、執行默認動做三種。

2. 線程安全

       線程安全函數：在C語言中局部變量是在棧中分配的，任何未使用靜態數據或其餘共享資源的函數都是線程安全的。使用全局變量的函數是非線程安全的。使用靜態數據或其餘共享資源的函數，必須經過加鎖的方式來使函數實現線程安全。

       線程安全的(Thread-Safe)：若是一個函數在同一時刻能夠被多個線程安全地調用，就稱該函數是線程安全的。線程安全函數解決多個線程調用函數時訪問共享資源的衝突問題。

3. 可重入

       可重入（Reentrant）函數能夠由多於一個線程併發使用，而沒必要擔憂數據錯誤。可重入函數能夠在任意時刻被中斷，稍後再繼續運行，不會丟失數據。可重入性解決函數運行結果的肯定性和可重複性。

1)        一個函數對於多個線程是可重入的，則這個函數是線程安全的；

2)        一個函數是線程安全的，但並不必定是可重入的，好比使用互斥鎖實現的線程安全；

3)        可重入性要強於線程安全性。

4. Signal信號處理

       信號處理函數中只能調用可重入函數，而不能調用不可重入函數。進程捕捉到信號並對其進行處理時，正在執行的正常指令序列就被信號處理程序臨時中斷，它首先執行該信號處理函數中的指令。若是從信號處理程序返回，則繼續執行在捕捉到信號時正在執行的正常指令序列（這相似於發生硬件中斷時所作的）。但在信號處理函數中，不能判斷捕捉到信號時線程執行到何處。

       信號處理函數默認狀況下是在進程的主線程調用的，這種狀況下使用不可重入函數，有可能會形成不可預知的錯誤。好比調用了malloc函數，爲了保證malloc是線程安全的，因此內部使用了鎖，根據malloc中鎖的不一樣處理方式，分別可能會致使如下狀況的發生：

1)        若是是普通鎖，在主線程中malloc函數獲取鎖以後被signal中斷，在signal處理函數中繼續調用malloc，由於主線程中的malloc已經獲取到了鎖，signal處理函數只能等待鎖釋放，而主線程中的malloc函數正在等待signal處理函數返回後繼續執行，這樣就形成了鎖死；

2)        若是是遞歸鎖，那麼signal處理函數中的malloc函數獲取鎖後進行內存分配，由於上次的malloc操做還沒完，可能成會形成內存數據混亂。

       就定時而言，可不直接使用singal alarm，而使用posix定時器，經過通知線程的方式，將定時處理函數放到單獨的線程中來處理。