UNIX: взаимодействие процессов

5. При отправке уведомления зарегистрированному процессу регистрация снимается. Процесс должен зарегистрироваться снова (если в этом есть необходимость), вызвав mq_notify еще раз.

ПРИМЕЧАНИЕ

С сигналами в Unix всегда была связана одна проблема: действие сигнала сбрасывалось на установленное по умолчанию каждый раз при отправке сигнала (раздел 10.4 [21]). Обычно первой функцией, вызываемой обработчиком сигнала, была signal, переопределявшая обработчик. Это создавало небольшой временной промежуток между отправкой сигнала и переопределением обработчика, в который процесс мог быть завершен при повторном появлении того же сигнала. На первый взгляд может показаться, что та же проблема должна возникать и при использовании mq_notify, поскольку процесс должен перерегистрироваться каждый раз после появления уведомления. Однако очереди сообщений отличаются по своим свойствам от сигналов, поскольку необходимость отправки уведомления не может возникнуть, пока очередь не будет пуста. Следовательно, необходимо аккуратно перерегистрироваться на получение уведомления до считывания пришедшего сообщения из очереди.

Пример: простая программа с уведомлением

Прежде чем углубляться в тонкости сигналов реального времени и потоков Posix, мы напишем простейшую программу, включающую отправку сигнала SI6USR1 при помещении сообщения в пустую очередь. Эта программа приведена в листинге 5.8, и мы отметим, что она содержит ошибку, о которой мы вскоре поговорим подробно.

Листинг 5.8. Отправка sigusr1 при помещении сообщения в пустую очередь (неправильная версия программы)

//pxmsg/mqnotifysigl.c
1 #include "unpipc.h"
2 mqd_t mqd;
3 void *buff;
4 struct mq_attr attr;
5 struct sigevent sigev;
6 static void sig_usrl(int);

7 int
8 main(int argc, char **argv)
9 {
10 if (argc != 2)
11 err_quit("usage: mqnotifysig1 <name>");
12 /* открываем очередь, получаем атрибуты, выделяем буфер */
13 mqd = Mq_open(argv[1], O_RDONLY);
14 Mq_getattr(mqd, &attr);
15 buff = Malloc(attr.mq_msgsize);
16 /* устанавливаем обработчик, включаем уведомление */
17 Signal(SIGUSR1, sig_usr1);
18 sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
19 sigev.sigev_signo = SIGUSR1;
20 Mq_notify(mqd, &sigev);
21 for (;;)
22 pause; /* все делает обработчик */
23 exit(0);
24 }

25 static void
26 sig_usr1(int signo)
27 {
28 ssize_t n;
29 Mq_notify(mqd, &sigev); /* сначала перерегистрируемся */
30 n = Mq_receive(mqd, buff, attr.mq_msgsize, NULL);
31 printf("SIGUSR1 received, read %ld bytes\n", (long) n);
32 return;
33 }

Объявление глобальных переменных

2-6 Мы объявляем несколько глобальных переменных, используемых совместно функцией main и нашим обработчиком сигнала (sig_usr1).

Открытие очереди, получение атрибутов, выделение буфера чтения

12-15 Мы открываем очередь сообщений, получаем ее атрибуты и выделяем буфер считывания соответствующего размера.

Установка обработчика сигнала, включение уведомления

16-20 Сначала мы устанавливаем свой обработчик для сигнала SIGUSR1. Мы присваиваем полю sigev_notify структуры sigevent значение SIGEV_SIGNAL, что говорит системе о необходимости отправки сигнала, когда очередь из пустой становится непустой. Полю sigev_signo присваивается значение, соответствующее тому сигналу, который мы хотим получить. Затем вызывается функция mq_notify.

Бесконечный цикл

Функция main после этого зацикливается, и процесс приостанавливается при вызове pause, возвращающей –1 при получении сигнала.

Получение сигнала, считывание сообщения

Обработчик сигнала вызывает mq_notify для перерегистрации, считывает сообщение и выводит его длину. В этой программе мы игнорируем приоритет полученного сообщения. 

ПРИМЕЧАНИЕ

Оператор return в конце sig_usr1 не требуется, поскольку возвращаемое значение отсутствует, а конец текста функции неявно предусматривает возвращение в вызвавшую программу. Тем не менее автор всегда записывает return явно, чтобы указать, что возвращение из этой функции может происходит с особенностями. Например, может произойти преждевременный возврат (с ошибкой EINTR) в потоке, обрабатывающем сигнал. 

Запустим теперь эту программу в одном из окон

solaris % mqcreate /test1
solaris % mqnotifysig1 /test1

и затем выполним следующую команду в другом окне

solaris % mqsend /test1 50 16

Как и ожидалось, программа mqnotifysig1 выведет сообщение: SIGUSR1 received, read 50 bytes.

Мы можем проверить, что только один процесс может быть зарегистрирован на получение уведомления в любой момент, запустив копию пpoгрaммы в другом окне:

solaris % mqnotifysig1 /test1
mq_notify error: Device busy

Это сообщение соответствует коду ошибки EBUSY.

Сигналы Posix: функции типа Async-Signal-Safe

Недостаток пpoгрaммы из листинга 5.8 в том, что она вызывает mq_notify, mq_receive и printf из обработчика сигнала. Ни одну из этих функций вызывать оттуда не следует.

Функции, которые могут быть вызваны из обработчика сигнала, относятся к группе, называемой, согласно Posix, async-signal-safe functions (функции, обеспечивающие безопасную обработку асинхронных сигналов). В табл. 5.1 приведены эти функции по стандарту Posix вместе с некоторыми дополнительными, появившимися только в Unix 98.

Функции, которых нет в этом списке, не должны вызываться из обработчика сигнала. Обратите внимание, что в списке отсутствуют стандартные функции библиотеки ввода-вывода и функции pthread_XXX для работы с потоками. Из всех функций IPC, рассматриваемых в этой книге, в список попали только sem_post, read и write (подразумевается, что последние две используются с программными каналами и FIFO).

ПРИМЕЧАНИЕ

Стандарт ANSI С указывает четыре функции, которые могут быть вызваны из обработчика сигналов: abort, exit, longjmp, signal. Первые три отсутствуют в списке функций async-signal-safe стандарта Unix 98.