面试题：C语言SIGINT信号处理中的重入问题

可能遇到的重入问题

全局变量冲突：信号处理函数可能会与线程函数同时访问和修改全局变量，导致数据不一致。例如，一个线程正在更新一个全局计数器，此时信号处理函数也尝试访问或修改该计数器，就会产生冲突。
函数重入：非可重入函数在信号处理函数和线程函数中同时被调用时，可能会出现问题。非可重入函数通常使用静态或全局数据结构，这些数据结构在多线程和信号处理的并发环境下容易被破坏。例如，malloc和printf函数都不是可重入的，在信号处理函数中调用它们可能会导致程序崩溃。

避免重入问题的编程技巧

使用可重入函数：在信号处理函数中，只调用可重入函数。可重入函数不会使用静态或全局数据结构，或者在每次调用时都会创建自己的局部数据副本。例如，strcpy不是可重入的，而strncpy是可重入的。read和write函数也是可重入的，适合在信号处理函数中使用。
信号掩码：在进入关键代码段之前，使用sigprocmask函数阻塞SIGINT信号，防止信号在关键操作过程中被处理。在关键操作完成后，再解除信号阻塞。这样可以保证关键代码段不会被信号处理函数打断，从而避免重入问题。

关键代码示例

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

// 定义全局变量表示程序是否应该退出
volatile sig_atomic_t quit = 0;

// 信号处理函数
void sigint_handler(int signum) {
    quit = 1;
}

// 线程函数
void* thread_function(void* arg) {
    while (!quit) {
        // 线程的正常操作
        printf("Thread is running...\n");
        sleep(1);
    }
    printf("Thread is exiting...\n");
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread;

    // 注册SIGINT信号处理函数
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = sigint_handler;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGINT, &sa, NULL);

    // 创建线程
    if (pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL) != 0) {
        perror("pthread_create");
        return 1;
    }

    // 主线程等待线程结束
    while (!quit) {
        // 主线程的正常操作
        printf("Main thread is running...\n");
        sleep(1);
    }
    printf("Main thread is waiting for the thread to finish...\n");
    pthread_join(thread, NULL);
    printf("Program is exiting...\n");
    return 0;
}

在这个示例中：

volatile sig_atomic_t quit用于表示程序是否应该退出，volatile关键字确保编译器不会对该变量进行优化，sig_atomic_t类型保证该变量可以被信号处理函数安全地访问和修改。
sigint_handler函数是SIGINT信号的处理函数，它只设置quit变量，这是一个简单且可重入的操作。
在main函数中，通过sigaction注册了信号处理函数。线程和主线程在quit变量被设置之前会持续运行，当接收到SIGINT信号时，quit变量被设置，线程和主线程会安全地退出。

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