面试题：C语言实现复杂Linux信号处理机制的优化策略

1. 信号掩码设置

策略：使用 sigprocmask 函数来设置信号掩码，在需要保护临界区时，阻塞相关信号，操作完成后再解除阻塞。例如，在对共享数据进行读写操作时，阻塞可能会影响数据一致性的信号。

sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGINT);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);
// 临界区代码
sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);

优点：简单直接，能有效防止信号在临界区干扰，保证数据一致性。
缺点：如果信号被长时间阻塞，可能导致信号丢失或延迟处理，影响程序对信号的响应及时性。

2. 信号处理函数的设计

策略：
- 简洁性：信号处理函数应尽量简洁，避免复杂的逻辑和长时间的操作。例如，只设置一个标志位，主程序通过检查标志位来进行相应处理。

volatile sig_atomic_t flag = 0;
void signal_handler(int signum) {
    flag = 1;
}

- **异步信号安全**：使用异步信号安全的函数，如 `write`、`_exit` 等。避免使用非异步信号安全的函数，如 `malloc`、`printf` 等，防止在信号处理过程中出现未定义行为。

优点：保证信号处理过程的稳定性，避免因复杂操作导致程序崩溃，同时能快速响应信号。
缺点：功能相对受限，复杂逻辑需在主程序中处理，增加了主程序代码复杂度。

3. 多线程环境下的信号处理

策略：
- 线程特定信号处理：通过 pthread_sigmask 为每个线程设置特定的信号掩码，使每个线程可以独立处理感兴趣的信号。

pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);

- **信号分发**：主线程可以阻塞所有信号，然后通过 `pthread_kill` 将信号分发给特定的工作线程处理。

pthread_kill(thread_id, SIGINT);

优点：提高了程序的并发处理能力，每个线程可以专注于自己的任务，同时能有效处理信号。
缺点：增加了编程复杂度，需要处理线程间的同步和通信问题，否则可能导致数据竞争和死锁。

4. 信号队列与信号排队

策略：使用 sigqueue 函数发送信号并携带数据，接收端通过 siginfo_t 结构体获取信号附带信息。这样可以处理多个相同信号，避免信号丢失。

union sigval sv;
sv.sival_int = some_value;
sigqueue(pid, SIGUSR1, sv);

在信号处理函数中：

void handler(int signum, siginfo_t *info, void *context) {
    int value = info->si_value.sival_int;
}

优点：能精确处理每个信号及其附带信息，适用于需要区分相同类型信号不同情况的场景。
缺点：需要更多的系统资源来管理信号队列，并且编程实现相对复杂。

5. 信号处理与共享内存

策略：如果程序使用共享内存，在信号处理函数中访问共享内存时，需使用合适的同步机制，如互斥锁（pthread_mutex_t）。在进入信号处理函数时获取锁，离开时释放锁。

pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
void signal_handler(int signum) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 访问共享内存
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

优点：保证共享内存数据在信号处理过程中的一致性。
缺点：增加了同步开销，可能会影响程序性能，并且需要小心处理死锁问题。

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面试题：C语言实现复杂Linux信号处理机制的优化策略

知识考点

面试题答案

1. 信号掩码设置

2. 信号处理函数的设计

3. 多线程环境下的信号处理

4. 信号队列与信号排队

5. 信号处理与共享内存