面试题：网络编程中libev异步信号处理机制基础

Question

请简要阐述libev库中异步信号处理机制的基本工作流程，以及在实际应用场景中，如何使用libev的异步信号处理来确保程序在接收到特定信号（如SIGTERM）时能进行优雅的关闭？

Answer 1

1. libev库中异步信号处理机制的基本工作流程

1. 初始化信号监控：
   • 使用ev_signal_init函数初始化一个ev_signal类型的监控器。该函数接受三个参数，分别是指向ev_signal结构体的指针、一个回调函数指针，以及要监控的信号编号。例如，要监控SIGTERM信号，可以这样初始化：

   ev_signal sig_watcher;
   ev_signal_init(&sig_watcher, signal_callback, SIGTERM);
   

   其中signal_callback是自定义的回调函数，当接收到指定信号时会被调用。
2. 将信号监控器添加到事件循环：
   • 使用ev_signal_start函数将初始化好的信号监控器添加到ev_loop事件循环中。例如：

   ev_loop *loop = EV_DEFAULT;
   ev_signal_start(loop, &sig_watcher);
   

   这样，libev库就开始监控指定的信号了。
3. 信号触发与回调：
   • 当被监控的信号（如SIGTERM）发生时，libev库会调用在初始化时指定的回调函数。在回调函数中，可以编写处理该信号的逻辑，比如关闭打开的文件描述符、释放内存、停止其他线程等。

2. 在实际应用场景中使用libev的异步信号处理确保程序优雅关闭

1. 编写信号回调函数：
   • 在回调函数中实现优雅关闭的逻辑。例如：

   static void signal_callback(struct ev_loop *loop, ev_signal *w, int revents) {
       // 停止相关的业务逻辑，比如关闭网络连接
       close(socket_fd);
       // 释放分配的内存
       free(buffer);
       // 停止事件循环
       ev_break(loop, EVBREAK_ALL);
   }
   

2. 初始化和启动信号监控：
   • 按照上述基本工作流程，初始化并启动对SIGTERM信号的监控。完整示例代码如下：

   #include <ev.h>
   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <unistd.h>
   #include <fcntl.h>
   
   // 假设这是一个打开的文件描述符
   int socket_fd;
   char *buffer;
   
   static void signal_callback(struct ev_loop *loop, ev_signal *w, int revents) {
       printf("Received SIGTERM, starting graceful shutdown...\n");
       close(socket_fd);
       free(buffer);
       ev_break(loop, EVBREAK_ALL);
   }
   
   int main() {
       ev_loop *loop = EV_DEFAULT;
       ev_signal sig_watcher;
   
       socket_fd = open("test.txt", O_RDONLY);
       buffer = (char *)malloc(1024);
   
       ev_signal_init(&sig_watcher, signal_callback, SIGTERM);
       ev_signal_start(loop, &sig_watcher);
   
       printf("Press Ctrl + C to send SIGTERM\n");
       ev_run(loop, 0);
   
       printf("Graceful shutdown completed\n");
       free(buffer);
       return 0;
   }
   

   在这个示例中，程序在接收到SIGTERM信号时，会关闭文件描述符、释放内存，并停止事件循环，从而实现优雅关闭。