面试题：复杂场景下C语言Linux信号处理安全优化

信号屏蔽

在主线程中屏蔽信号：在程序启动时，在主线程中屏蔽所有需要处理的信号（SIGTERM、SIGSEGV、SIGHUP），防止信号在不恰当的时候干扰其他线程的正常执行。

sigset_t sigset;
sigemptyset(&sigset);
sigaddset(&sigset, SIGTERM);
sigaddset(&sigset, SIGSEGV);
sigaddset(&sigset, SIGHUP);
pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &sigset, NULL);

创建专门的信号处理线程：由这个线程来处理被屏蔽的信号，确保信号处理逻辑在一个独立的线程中执行，避免对其他线程造成影响。

void* signal_handler(void* arg) {
    sigset_t* sigset = (sigset_t*)arg;
    int signum;
    while (1) {
        sigwait(sigset, &signum);
        switch (signum) {
            case SIGTERM:
                // 处理SIGTERM信号的逻辑
                break;
            case SIGSEGV:
                // 处理SIGSEGV信号的逻辑
                break;
            case SIGHUP:
                // 处理SIGHUP信号的逻辑
                break;
            default:
                break;
        }
    }
    return NULL;
}

线程同步

使用互斥锁保护共享资源：在信号处理函数和其他线程可能访问的共享资源（如文件描述符、全局变量等）周围使用互斥锁进行保护，防止竞态条件。

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
// 在访问共享资源前加锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 访问共享资源（如文件I/O操作）
pthread_mutex_unlock(&mutex);

条件变量：如果信号处理函数需要通知其他线程某些事件，可以使用条件变量进行线程间的同步。

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
// 信号处理函数中通知条件变量
pthread_cond_signal(&cond);
// 其他线程等待条件变量
pthread_mutex_lock(&mutex);
while (/* 条件未满足 */) {
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);

文件I/O的原子操作

使用pread和pwrite：对于文件I/O操作，使用pread和pwrite函数代替read和write，这两个函数是原子操作，不会被信号打断，保证文件操作的完整性。

ssize_t bytes_read = pread(fd, buffer, length, offset);
ssize_t bytes_written = pwrite(fd, buffer, length, offset);

文件锁：在进行文件I/O操作前获取文件锁，防止多个线程同时对同一个文件进行操作，确保数据一致性。

struct flock lock;
lock.l_type = F_WRLCK; // 写锁
lock.l_whence = SEEK_SET;
lock.l_start = 0;
lock.l_len = 0;
fcntl(fd, F_SETLKW, &lock);
// 进行文件I/O操作
lock.l_type = F_UNLCK; // 解锁
fcntl(fd, F_SETLK, &lock);

通过以上措施，可以确保信号处理函数的安全性、可靠性，并将对整个应用程序的影响最小化。

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线程同步

文件I/O的原子操作