面试题：C语言Linux复杂信号处理场景下的可重入性

确保信号处理函数可重入性的方法

全局变量：
- 尽量避免在信号处理函数中使用全局变量。如果必须使用，要考虑加锁机制。例如，使用互斥锁（pthread_mutex_t）来保护对全局变量的访问。在进入信号处理函数时加锁，离开时解锁。
- 对于可重入的全局变量，确保其在信号处理函数中的操作是原子的，例如简单的整数增减操作（在支持原子操作的系统上）。
标准I/O函数：
- 标准I/O函数（如printf、fopen等）通常不是可重入的。在信号处理函数中应避免使用这些函数。
- 如果需要输出信息，可以考虑使用write函数，它是可重入的。例如，write(STDOUT_FILENO, "message", strlen("message"));

代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

// 全局变量
int global_var = 0;
pthread_mutex_t mutex;

// SIGUSR1信号处理函数
void sigusr1_handler(int signum) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    global_var++;
    printf("SIGUSR1 received, global_var: %d\n", global_var);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    // 模拟嵌套调用，发送SIGALRM信号
    alarm(1);
}

// SIGALRM信号处理函数
void sigalrm_handler(int signum) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    global_var--;
    printf("SIGALRM received, global_var: %d\n", global_var);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

int main() {
    // 初始化互斥锁
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 注册SIGUSR1信号处理函数
    struct sigaction sa_usr1;
    sa_usr1.sa_handler = sigusr1_handler;
    sigemptyset(&sa_usr1.sa_mask);
    sa_usr1.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGUSR1, &sa_usr1, NULL);

    // 注册SIGALRM信号处理函数
    struct sigaction sa_alrm;
    sa_alrm.sa_handler = sigalrm_handler;
    sigemptyset(&sa_alrm.sa_mask);
    sa_alrm.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &sa_alrm, NULL);

    // 主循环，等待信号
    while (1) {
        printf("Waiting for signals...\n");
        sleep(1);
    }

    // 销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;
}

代码说明

全局变量处理：
- 声明了全局变量global_var，并使用pthread_mutex_t类型的互斥锁mutex来保护对它的访问。在sigusr1_handler和sigalrm_handler信号处理函数中，在对global_var进行操作前加锁，操作完成后解锁。
标准I/O函数处理：
- 虽然在示例中使用了printf，但实际应用中应避免。这里只是为了简单演示。如果需要输出，可以将printf替换为write函数，如write(STDOUT_FILENO, "SIGUSR1 received, global_var: ", 27);并使用snprintf等函数将global_var的值转换为字符串再输出。
嵌套调用：
- 在sigusr1_handler函数中，通过alarm(1)发送了SIGALRM信号，模拟了嵌套调用的情况。由于使用了互斥锁保护全局变量，即使在嵌套调用时，对全局变量的操作也是安全的。

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