Linux(程序设计):58---epoll复用技术实现统一处理信号事件源

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一、统一信号处理事件源概述

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。显然，信号处理函数需要尽可能快地执行完毕，以确保该信号不被屏蔽（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）太久
一种典型的解决办法是：
- 把信号的主要处理逻辑放到程序的主循环中
- 当信号处理函数被触发时，它只是简单地通过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：
- 信号处理函数往管道的写端写入信号值，主循环则从管道的读端读出该信号值
- 主循环使用I/O复用系统调用来监听管道的读端文件描述符上的可读时间
如此一来，信号事件就能和其他I/O事件一样被处理，即统一事件源
很多优秀的I/O框架和后台服务器程序都统一处理信号和I/O事件，比如LiBEVENT I/O框架库和xinetd超级服务

二、编码实现

#include < stdio.h> #include < stdlib.h> #include < strings.h> #include < unistd.h> #include < fcntl.h> #include < errno.h> #include < libgen.h> #include < signal.h> #include < sys/socket.h> #include < sys/epoll.h> #include < sys/types.h> #include < arpa/inet.h> #define LISTEM_NUM 5 #define MAX_EVENT_NUM 1024int setnonblocking(int fd); void add_epoll_fd(int epoll_fd,int fd); void sig_handler(int sigalno); void add_sig(int sigalno); static int pipe_fd[2]; int main(int argc,char* argv[]) { if(argc!=3){ printf("usage:./%s [server ip] [server port]\\n",basename(argv[1])); exit(EXIT_FAILURE); }int ser_fd,server_port; const char* server_ip; //创建套接字 if((ser_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){ perror("socket"); exit(EXIT_FAILURE); }//初始化服务端地址 struct sockaddr_in server_address; server_ip=argv[1]; server_port=atoi(argv[2]); bzero(& server_address,sizeof(server_address)); server_address.sin_family=AF_INET; server_address.sin_port=htons(server_port); if(inet_pton(AF_INET,server_ip,& server_address.sin_addr.s_addr)==-1){ perror("inet_pton"); exit(EXIT_FAILURE); }//绑定服务端地址 if(bind(ser_fd,(struct sockaddr*)& server_address,sizeof(server_address))==-1){ perror("bind"); exit(EXIT_FAILURE); }//开启监听 if(listen(ser_fd,LISTEM_NUM)==-1){ perror("bind"); exit(EXIT_FAILURE); }int epoll_fd; //创建epoll事件表句柄 if((epoll_fd=epoll_create(5))==-1){ perror("epoll_create"); exit(EXIT_FAILURE); } //将服务端套接字加入到事件表中 add_epoll_fd(epoll_fd,ser_fd); //创建管道 if(socketpair(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0,pipe_fd)==-1){ perror("socketpair"); exit(EXIT_FAILURE); } /*sockpair函数创建的管道是全双工的，不区分读写端此处我们假设pipe_fd[1]为写端，非阻塞 pipe_fd[0]为读端 */ setnonblocking(pipe_fd[1]); add_epoll_fd(epoll_fd,pipe_fd[0]); //为一些信号绑定信号处理函数 add_sig(SIGHUP); //终端接口检测到一个连接断开，发送此信号 add_sig(SIGCHLD); //子进程终止或停止时，子进程发送此信号 add_sig(SIGTERM); //接收到kill命令 add_sig(SIGINT); //用户按下中断键(Delete或Ctrl+C)int server_running=1; int epoll_wait_ret_value; struct epoll_event events[MAX_EVENT_NUM]; while(server_running) { bzero(events,sizeof(events)); epoll_wait_ret_value=https://www.songbingjia.com/android/epoll_wait(epoll_fd,events,MAX_EVENT_NUM,-1); //epoll_wait函数出错 if((epoll_wait_ret_value==-1)& & (errno!=EINTR)){ close(ser_fd); perror("epoll_wait"); exit(EXIT_FAILURE); }//遍历就绪的事件 for(int i=0; i< epoll_wait_ret_value; ++i) { int sock_fd=events[i].data.fd; //获取文件描述符 //如果是服务端套接字,接收客户端的连接 if(sock_fd==ser_fd){ int client_fd; char client_address_ip[24]; struct sockaddr_in client_address; socklen_t address_len=sizeof(client_address); bzero(& client_address,sizeof(client_address)); if((client_fd=accept(ser_fd,(struct sockaddr*)& client_address,& address_len))==-1){ perror("accept"); continue; }//将新的客户端套接字放入到事件集中 add_epoll_fd(epoll_fd,client_fd); //打印客户端地址信息 inet_ntop(AF_INET,& client_address.sin_addr.s_addr,client_address_ip,sizeof(client_address_ip)); printf("get a new client,ip:%s,port:%d\\n",client_address_ip,ntohs(client_address.sin_port)); } //如果是管道的一端有数据可读，那么处理信号 else if((sock_fd==pipe_fd[0])& & (events[i].events& EPOLLIN)){ char signals[1024]; int sig; int recv_ret_value; recv_ret_value=https://www.songbingjia.com/android/recv(pipe_fd[0],signals,sizeof(signals),0); if(recv_ret_value< =0) continue; else{ //每个信号值占1字节，所以按字节来逐个接收信号 for(int i=0; i< recv_ret_value; ++i){ printf("server:I caugh the signal %d\\n", signals[i]); switch (signals[i]) { case SIGCHLD: case SIGHUP: continue; //接收到下面这两个信号，终止程序 case SIGTERM: //kill case SIGINT://ctrl +c server_running=0; } } } } //如果是客户端 else{} } }printf("service is down\\n"); close(ser_fd); close(pipe_fd[1]); close(pipe_fd[0]); exit(EXIT_SUCCESS); }int setnonblocking(int fd) { int old_options,new_options; //获取原先的描述符标志 if((old_options=fcntl(fd,F_GETFL))==-1){ perror("fcntl"); exit(EXIT_FAILURE); } //设置非阻塞 new_options=old_options|O_NONBLOCK; if(fcntl(fd,F_SETFL,new_options)==-1){ perror("fcntl"); exit(EXIT_FAILURE); }return old_options; }void add_epoll_fd(int epoll_fd,int fd) { struct epoll_event new_event; bzero(& new_event,sizeof(new_event)); new_event.events=EPOLLIN|EPOLLET; new_event.data.fd=fd; //将新事件加入到事件表中 if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,fd,& new_event)==-1){ perror("epoll_ctl"); exit(EXIT_FAILURE); }//设置为非阻塞 setnonblocking(fd); }void add_sig(int sigalno) { struct sigaction act; bzero(& act,sizeof(act)); act.sa_handler=sig_handler; //设置信号处理函数 sigfillset(& act.sa_mask); //初始化信号屏蔽集 act.sa_flags|=SA_RESTART; //由此信号中断的系统调用自动重启动//初始化信号处理函数 if(sigaction(sigalno,& act,NULL)==-1){ printf("capture signal,but to deal with failure\\n"); return; } }void sig_handler(int sigalno) { printf("capture signal,signal num is %d",sigalno); //保留原来的errno，在函数最后回复，以保证函数的可重入性 int save_errno=errno; int msg=sigalno; //将信号值写入管代，通知主循环 if(send(pipe_fd[1],(char*)& msg,1,0)< =0){ printf("The message sent to the server failed\\n"); } printf(",signal is send to server\\n"); errno=save_errno; }