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好吧，标题说明了大部分内容。

假设我的应用程序正在记录到标准输出/文件。但是，当终止时，它并不总是完全刷新。一种解决方案是在每次记录操作后刷新，但是这会减慢程序的速度，令人无法接受。

所以，问题是，fflush(file)从信号处理程序调用是否安全，甚至可能fflush(NULL)？

如果不是，请说明原因。这个问题还有其他解决方案吗？如果我知道我不在文件处理程序中，这可能安全吗？

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2 回答 2

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您只能在信号处理程序中使用异步安全函数，并且不包括 stdio 库。POSIX 标准定义了一组异步安全的函数。您还没有指定平台，我不知道通用的解决方案。

如果您将支持 FILE 的文件描述符存储在fileno()POSIX / BSD 系统上，则可以使用异步安全函数来挽救某些东西：write(), lseek()(flush),fsync()等。当然，如果 stdio 没有帮助正在使用自己的缓冲区。

（一些 Cert-C 指南）

于 2014-01-30T16:02:17.540 回答
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@heinrich5991：根据程序，可能有一种信号安全的执行方式fflush()。如果事情做得很仔细，你最后一个问题的答案（在你对布雷特黑尔答案的评论中）应该是肯定的。但是，它可能会变得复杂。

为了说明，让我们从一个简单的cat程序版本开始：

int main(void)
{
  int c;

  while (1) {

    c = getchar();

    if (c < 0 || c > UCHAR_MAX) /* Includes EOF */
      break;

    putchar(c);
  }

  fflush(stdout);
  return 0;
}

getchar()程序在返回时优雅地终止EOF。

EOF当此程序从可能永远不会发送的流中获取输入时（例如，处于原始模式的终端），可能需要使用信号。对于这种情况，我们可以尝试通过它捕获的信号来实现优雅终止，比如SIGUSR1：

void sig_handler(int signo)
{
  if (signo == SIGUSR1)
    _exit(0);
}

int main(void)
{
  /* Code for installing SIGUSR1 signal handler here */

  /* Remaining code here as before */
}

这个处理程序是安全的，因为_exit()异步信号是安全的。问题是SIGUSR1信号会在不刷新输出缓冲区的情况下终止程序，这可能会导致输出丢失。我们可以尝试通过强制刷新来解决这个问题，如下所示：

void sig_handler(int signo)
{
  if (signo == SIGUSR1) {
    fflush(stdout);
    _exit(0);
  }
}

但是它不再是信号安全的，因为fflush()不是。库putchar()函数定期刷新stdout。信号可能在调用的中间到达putchar()，这可能在冲洗中间stdout。然后，我们的处理程序再次调用fflush(stdout)，而stdout(from main's putchar) 的先前刷新尚未完成。根据标准库的实现，这可能会导致stdout缓冲区覆盖自身的一部分（修改输出），或者stdout缓冲区的剩余部分被复制。

一种可能的方法是让处理程序只设置一个全局标志变量，然后让主程序处理刷新：

volatile int gotsignal = 0;

void sig_handler(int signo)
{
  if (signo == SIGUSR1)
    gotsignal = 1;
}

int main()
{
  int c;

  /* Code for installing signal handler here */

  while (1) {

    c = getchar();

    if (c < 0 || c > UCHAR_MAX)
      break;

    putchar(c);

    if (gotsig == 1)
      break;
  }

  fflush(stdout);
  return 0;
}

这再次变得信号安全，但引入了死锁。假设程序已经接收到它将要获得的所有输入，我们发送一个SIGUSR1信号来优雅地终止它。当进程在读调用中被阻塞时，信号到达getchar()。信号将由处理程序处理，gotsig将设置为 1，但控制权将返回到被阻塞的getchar()调用，因此它将永远阻塞，永远不会（优雅地）终止。我们陷入了僵局。

一个解法：

您引用的相同 GNU C 库文档（“信号处理和不可重入函数”小节）说：

如果您在处理程序中调用函数，请确保它对于信号是可重入的，否则请确保信号不会中断对相关函数的调用。

我们可以从上面句子的“or else”部分得到一些想法，关于中断对“相关函数”的调用。我们主要代码中的哪些函数与fflush(stdout)？我们的主要代码只调用了两个函数（标准库），getchar()并且putchar(). 可以合理地假设 getchar() 仅触及stdin，因此不会调用fflush(stodut)或任何从属函数。所以这里的“相关”功能是putchar()，因为如前所述，它会定期触发fflush(stdout)，或相关的东西。

按照 GNU C Libarary 的建议，我们可以让处理程序这样做：

  • 如果处理程序在调用putchar()中被调用main()，它不会fflush(stdout)；只需返回并main()冲洗即可

  • fflush(stdout)否则，从处理程序中取出应该是安全的

这解决了上述所有问题（刷新/不安全/死锁）。

为了实现这一点，我们使用另一个全局标志unsafe_to_flush.

下面的最终代码应该是信号安全的并且没有死锁，但比上面的早期尝试更复杂。

volatile int unsafe_to_flush = 0;
volatile int gotsig = 0;

void sig_handler(int signo)
{
  if (signo == SIGUSR1) {
    gotsig = 1;  /* Caller can flush using this flag */
    if (unsafe_to_flush) {
      /* We got called from putchar()! */
      return;
    }
    else {
      /* Safe to call fflush(stdout) */
      fflush(stdout);
      _exit(0);
    }
  }

}


int main(void)
{

  int c;

  /* Code for installing signal handler here */

  while (1) {

    c = getchar();

    if (c < 0 || c > UCHAR_MAX)
      break;

    /* Critical region */
    unsafe_to_flush = 1;
    putchar(c); /* non-reentrant fflush related */
    unsafe_to_flush = 0;

    if (gotsig == 1)
      break;

  }

  fflush(stdout);
  return 0;
}
于 2018-10-09T04:13:39.103 回答