四时宝库

信号是一种异步事件：信号处理函数和程序的主循环是两条不同的执行路线。很显然，信号处理函数需要尽可能快的执行完毕，以确保信号不被屏蔽太久。

为了避免一些竞态条件，信号在处理期间，系统不会再次触发它。

一种典型的解决方案是：

把信号的坠落处理逻辑放到程序的主循环中，当信号处理函数触发时，它只是简单地通知主循环程序接收到信号，并把信号值传递给主循环，主循环再根据接收到的信号值执行目标信号对应的逻辑代码。

信号处理函数通常使用管道来将信号“传递”给主循环：信号处理函数网管道的写端写入信号值，主循环则从管道的读端读出信号值。那么主循环怎么知道管道上何时有数据可读呢？这很简单，我们只需要使用I/O复用系统来调用来监听管道的读端文件描述符上的可读事件。这样一来，信号事件就能和其他I/O事件一样被处理，即统一事件源。

下面是统一事件源的一个简单实现：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h>

#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
static int pipefd[2];

int setnonblocking(int fd)
{
    int old_option = fcntl(fd, F_GETFL);
    int new_option = old_option | O_NONBLOCK;
    fcntl(fd, F_SETFL, new_option);
    return old_option;
}

void addfd(int epollfd, int fd)
{
    epoll_event event;
    event.data.fd = fd;
    event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
    setnonblocking(fd);
}

/*信号处理函数*/
void sig_handler(int sig)
{
    /*保留原来的errno, 在函数最后1恢复，以保证函数的可重入性*/
    int save_errno = errno;
    int msg = sig;
    send(pipefd[1], (char*)&msg, 1, 0); /*将信号值写入管道，以通知主循环*/
    errno = save_errno;
}

/*设置信号的处理函数*/
void addsig(int sig)
{
    struct sigaction sa;
    memset(&sa, '\0', sizeof(sa));
    sa.sa_handler = sig_handler;
    sa.sa_flags |= SA_RESTART;
    sigfillset(&sa.sa_mask);
    assert(sigaction(sig, &sa, NULL) != -1);
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if(argc <= 2){
        printf("usage: %s ip_address port_number\n", basename(argv[0]));
        return 1;
    }

    const char* ip = argv[1];
    int port = atoi(argv[2]);

    int ret = 0;
    struct sockaddr_in address;
    bzero(&address, sizeof(address));
    address.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);
    address.sin_port = htons(port);

    int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    assert(listenfd >= 0);

    ret = bind(listenfd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
    assert(ret != -1);

    ret = listen(listenfd, 5);
    assert(ret != -1);

    epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];
    int epollfd = epoll_create(5);
    assert(epollfd != -1);
    addfd(epollfd, listenfd);

    /*使用socketpair创建管道，注册pipefd[0]上的可读事件*/
    ret = socketpair(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, pipefd);
    assert(ret != -1);
    setnonblocking(pipefd[1]);
    addfd(epollfd, pipefd[0]);

    /*设置一些信号的处理函数*/
    addsig(SIGHUP);
    addsig(SIGCHLD);
    addsig(SIGTERM);
    addsig(SIGINT);

    bool stop_server = false;
    while(!stop_server){
        int number = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1);
        if( number <= 0 && errno != EINTR){
            printf("epoll failure\n");
            break;
        }

        for(int i = 0; i < number; ++i){
            int sockfd = events[i].data.fd;
            if(sockfd == listenfd){
                struct sockaddr_in client_address;
                socklen_t client_addrlength = sizeof(client_address);
                int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_address,
                         &client_addrlength);
                addfd(epollfd, connfd);
            }
            else if (sockfd == pipefd[0] && events[i].events&EPOLLIN){
                int sig;
                char signals[1024];
                ret = recv(pipefd[0], signals, sizeof(signals), 0);
                if(ret == -1){
                    continue;
                }
                else if(ret == 0){
                    continue;
                }
                else{
                    /*每个信号占一个字节，以SIGTERM为例，展示如何安全的终止服务器主循环*/
                    for(int i = 0; i < ret; ++i){
                        switch (signals[i])
                        {
                            case SIGCHLD:
                            case SIGHUP:
                                continue;
                                break;
                            case SIGTERM:
                            case SIGINT:
                                stop_server = true;
                        }
                    }
                }
            }
            else{

            }
        }
    }

    printf("close fds\n");
    close(pipefd[1]);
    close(pipefd[0]);
    close(listenfd);
    return 0;
}