Linux中的訊號處理機制 [四]
訊號與執行緒
Unix的訊號機制在誕生之初，生活在只有程序（process）的相對單純的環境中。自從Unix世界有了執行緒（thread）的概念，訊號就被賦予了發往程序中某個特定執行緒的能力，當然，這也增加了整個訊號機制實現的複雜度。本系列的前面三篇文章都是基於程序進行的訊號實現機制的討論，本文將著重介紹Linux中訊號和執行緒之間的互動。
傳送訊號給執行緒
無論是kill（）還是sigqueue（），都只能向程序傳送訊號，在Linux中，要向程序內的執行緒傳送訊號，需要使用tkill（）或者tgkill（）：
int
tkill
（
int
tid
，
int
sig
）；
int
tgkill
（
int
tgid
，
int
tid
，
int
sig
）；
兩個函式中，“tid”都是代表目標執行緒的PID，但tgkill（）比tkill（）多了一個“tgid”的引數。“tgid”是目標執行緒所在程序的PID，它可以用來防止向錯誤的執行緒傳送訊號。
傳送方給目標執行緒傳送訊號時，可能目標執行緒已經因為某種原因退出了，按照Linux中PID的分配規則，退出執行緒/程序的PID可被分配給其他的執行緒/程序使用。這種情況下，如果使用tkill（），就可能出現將訊號傳送到不相干的執行緒上。引入“tgid”可以幫助進行目標執行緒所在程序的校驗，這樣出現錯發的可能性就被大大地降低了。
執行緒對訊號的接收
根據POSIX標準的定義，程序內的所有執行緒共享程序的訊號處理函式，當程序內的一個執行緒為某個訊號註冊了處理函式，另一個執行緒可以更改這個處理函式。在Linux的實現中，執行緒作為獨立的排程實體也有自己的task_struct，同一程序的不同執行緒的task_struct的“sighand”將指向同一個包含訊號處理函式列表的sighand_struct。
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但是，每個執行緒可以有單獨的pending點陣圖/佇列和block點陣圖。如果一個訊號是傳送給執行緒的，那麼核心在遞送該訊號時，會將它放入執行緒私有的pending點陣圖/佇列中，之後根據目標執行緒的block點陣圖的設定，直接由目標執行緒處理就可以了。
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如果訊號是傳送給一個程序的，那麼該訊號在遞送時將被核心放入程序的pending點陣圖/佇列中，由程序內的所有執行緒共享。接下來，核心會從程序的各個執行緒中，挑選一個block點陣圖中沒有遮蔽該訊號的執行緒，來執行對應的訊號處理函式，其中，程序的主執行緒將被核心優先選擇。
但是有一些訊號是需要程序內的全體執行緒都做出響應的，比如前面提到的令程序聞風喪膽的SIGKILL，它一旦到來，就不會留下一個活口。
當一個執行緒即將被核心排程執行，而該執行緒私有的penging點陣圖/佇列和所在程序共享的penging點陣圖/佇列上都有待處理的訊號時，核心將優先向執行緒遞送私有的penging點陣圖/佇列上的訊號：
int
dequeue_signal
（
struct
task_struct
*
tsk
，
sigset_t
*
mask
，
kernel_siginfo_t
*
info
）
{
signr
=
__dequeue_signal
（
&
tsk
->
pending
，
mask
，
info
，
&
resched_timer
）；
if
（
！
signr
）
{
signr
=
__dequeue_signal
（
&
tsk
->
signal
->
shared_pending
，
mask
，
info
，
&
resched_timer
）；
。。。
}
作為Unix時代的產物，前面講到的sigprocmask（）函式最初是用來設定程序的block點陣圖的，但是同pending點陣圖/佇列不同的是，並沒有一個所謂的執行緒共享的block點陣圖的概念，所以在多執行緒環境下，sigprocmask（）的語義也就變成了設定執行緒的block點陣圖。當然，為了語義更加明顯，你可以使用POSIX執行緒庫提供的pthread_procmask（）函式，兩者的引數和行為都是一樣的。
參考：
《Linux環境程式設計：從應用到核心》第6章
Understanding the Linux Kernel
第3版第11章
UNIX Internals： The New Frontiers
第4章
http：//
kernel。meizu。com/linux-
signal。html
https：//www。
ibm。com/developerworks/
cn/linux/l-ipc/part2/index1。html？ca=drs-
原創文章，轉載請註明出處。
