1. 術語

1.1. 慢系統調用（Slow system call）

該術語適用于那些可能永遠阻塞的系統調用。永遠阻塞的系統調用是指調用永遠無法返回，多數網絡支持函數都屬于這一類。如：若沒有客戶連接到服務器上，那么服務器的accept調用就會一直阻塞。

慢系統調用可以被永久阻塞，包括以下幾個類別：

（1）讀寫‘慢’設備（包括pipe，終端設備，網絡連接等）。讀時，數據不存在，需要等待；寫時，緩沖區滿或其他原因，需要等待。讀寫磁盤文件一般不會阻塞。

（2）當打開某些特殊文件時，需要等待某些條件，才能打開。例如：打開中斷設備時，需要等到連接設備的modem響應才能完成。

（3）pause和wait函數。pause函數使調用進程睡眠，直到捕獲到一個信號。wait等待子進程終止。

（4）某些ioctl操作。

（5）某些IPC操作。

2. EINTR介紹

2.1. EINTR錯誤產生的原因

早期的Unix系統，如果進程在一個慢系統調用(slow system call)中阻塞時，當捕獲到某個信號且相應信號處理函數返回時，這個系統調用被中斷，調用返回錯誤，設置errno為EINTR（相應的錯誤描述為“Interrupted system call”）。

怎么看哪些系統條用會產生EINTR錯誤呢？用man啊！

如下表所示的系統調用就會產生EINTR錯誤，當然不同的函數意義也不同。

?

系統調用函數	errno為EINTR表征的意義
write	由于信號中斷，沒寫成功任何數據。 The call was interrupted by a signal before any data was written.
open	由于信號中斷，沒讀到任何數據。 The call was interrupted by a signal before any data was read.
recv	由于信號中斷返回，沒有任何數據可用。 The receive was interrupted by delivery of a signal before any data were available.
sem_wait	函數調用被信號處理函數中斷。 The call was interrupted by a signal handler.

?

2.2. 如何處理被中斷的系統調用

既然系統調用會被中斷，那么別忘了要處理被中斷的系統調用。有三種處理方式：

◆ 人為重啟被中斷的系統調用

◆ 安裝信號時設置 SA_RESTART屬性（該方法對有的系統調用無效）

◆? 忽略信號（讓系統不產生信號中斷）

2.2.1. 人為重啟被中斷的系統調用

人為當碰到EINTR錯誤的時候，有一些可以重啟的系統調用要進行重啟，而對于有一些系統調用是不能夠重啟的。例如：accept、read、write、select、和open之類的函數來說，是可以進行重啟的。不過對于套接字編程中的connect函數我們是不能重啟的，若connect函數返回一個EINTR錯誤的時候，我們不能再次調用它，否則將立即返回一個錯誤。針對connect不能重啟的處理方法是，必須調用select來等待連接完成。

這里的“重啟”怎么理解？

一些IO系統調用執行時，如 read 等待輸入期間，如果收到一個信號，系統將中斷read， 轉而執行信號處理函數. 當信號處理返回后， 系統遇到了一個問題： 是重新開始這個系統調用， 還是讓系統調用失敗？早期UNIX系統的做法是， 中斷系統調用，并讓系統調用失敗， 比如read返回 -1， 同時設置 errno 為EINTR中斷了的系統調用是沒有完成的調用，它的失敗是臨時性的，如果再次調用則可能成功，這并不是真正的失敗，所以要對這種情況進行處理， 典型的方式為：

[cpp]?view plaincopy

again:??

??????????if?((n?=?read(fd，?buf，?BUFFSIZE))?<?0)?{??

?????????????if?(errno?==?EINTR)??

??????????????????goto?again;?????/*?just?an?interrupted?system?call?*/??

????????????/*?handle?other?errors?*/??

??????????}??

可以去github上看看別人怎么處理EINTR錯誤的。在github上搜索“==EINTR”關鍵字就有一大堆了。摘取幾個看看：

[cpp]?view plaincopy

……??

???

while?((r?=?read?(fd，?buf，?len))?<?0?&&?errno?==?EINTR)?/*do?

nothing*/?;??

???

……??

[cpp]?view plaincopy

ssize_t?Read(int?fd，?void?*ptr，?size_t?nbytes)??

{??

???

????????ssize_t?n;??

???

again:??

????????if((n?=?read(fd，?ptr，?nbytes))?==?-1){??

????????????????if(errno?==?EINTR)??

????????????????????????goto?again;??

????????????????else??

????????????????????????return?-1;??

????????}??

????????return?n;??

}??

2.2.2. 安裝信號時設置 SA_RESTART屬性

?我們還可以從信號的角度來解決這個問題，? 安裝信號的時候， 設置 SA_RESTART屬性，那么當信號處理函數返回后， 不會讓系統調用返回失敗，而是讓被該信號中斷的系統調用將自動恢復。

[cpp]?view plaincopy

struct?sigaction?action;??

???

action.sa_handler?=?handler_func;??

sigemptyset(&action.sa_mask);??

action.sa_flags?=?0;??

/*?設置SA_RESTART屬性?*/??

action.sa_flags?|=?SA_RESTART;??

???

sigaction(SIGALRM,?&action,?NULL);??

但注意，并不是所有的系統調用都可以自動恢復。如msgsnd喝msgrcv就是典型的例子，msgsnd/msgrcv以block方式發送/接收消息時，會因為進程收到了信號而中斷。此時msgsnd/msgrcv將返回-1，errno被設置為EINTR。且即使在插入信號時設置了SA_RESTART，也無效。在man msgrcv中就有提到這點：

msgsnd and msgrcv are never automatically restarted after being interrupted by a signal handler, regardless of the setting? of the SA_RESTART flag when establishing a signal? handler.

?

2.2.3. 忽略信號

當然最簡單的方法是忽略信號，在安裝信號時，明確告訴系統不會產生該信號的中斷。

[cpp]?view plaincopy

struct?sigaction?action;??

???

action.sa_handler?=?SIG_IGN;??

sigemptyset(&action.sa_mask);??

???

sigaction(SIGALRM,?&action,?NULL);??

3. 測試代碼

為了方便大家測試，這里附上兩段測試代碼。

3.1. 測試代碼一

鬧鐘信號SIGALRM中斷read系統調用。安裝SIGALRM信號時如果不設置SA_RESTART屬性，信號會中斷read系統過調用。如果設置了SA_RESTART屬性，read就能夠自己恢復系統調用，不會產生EINTR錯誤。

[cpp]?view plaincopy

#include?<signal.h>??

#include?<stdio.h>??

#include?<stdlib.h>??

#include?<error.h>??

#include?<string.h>??

#include?<unistd.h>??

???

void?sig_handler(int?signum)??

{??

????printf("in?handler\n");??

????sleep(1);??

????printf("handler?return\n");??

}??

???

int?main(int?argc,?char?**argv)??

{??

????char?buf[100];??

????int?ret;??

????struct?sigaction?action,?old_action;??

???

????action.sa_handler?=?sig_handler;??

????sigemptyset(&action.sa_mask);??

????action.sa_flags?=?0;??

????/*?版本1:不設置SA_RESTART屬性?

?????*?版本2:設置SA_RESTART屬性?*/??

????//action.sa_flags?|=?SA_RESTART;??

???

????sigaction(SIGALRM,?NULL,?&old_action);??

????if?(old_action.sa_handler?!=?SIG_IGN)?{??

????????sigaction(SIGALRM,?&action,?NULL);??

????}??

????alarm(3);??

?????

????bzero(buf,?100);??

???

????ret?=?read(0,?buf,?100);??

????if?(ret?==?-1)?{??

????????perror("read");??

????}??

???

????printf("read?%d?bytes:\n",?ret);??

????printf("%s\n",?buf);??

???

????return?0;??

}??

3.2. 測試代碼二

鬧鐘信號SIGALRM中斷msgrcv系統調用。即使在插入信號時設置了SA_RESTART，也無效。

[cpp]?view plaincopy

#include?<stdio.h>??

#include?<stdlib.h>??

#include?<unistd.h>??

#include?<errno.h>??

#include?<signal.h>??

#include?<sys/types.h>??

#include?<sys/ipc.h>??

#include?<sys/msg.h>??

???

void?ding(int?sig)??

{??

????printf("Ding!\n");??

}??

???

struct?msgst??

{??

????long?int?msg_type;??

????char?buf[1];??

};??

???

int?main()??

{??

????int?nMsgID?=?-1;??

???

????//?捕捉鬧鐘信息號??

????struct?sigaction?action;??

????action.sa_handler?=?ding;??

????sigemptyset(&action.sa_mask);??

????action.sa_flags?=?0;??

????//?版本1:不設置SA_RESTART屬性??

????//?版本2:設置SA_RESTART屬性??

????action.sa_flags?|=?SA_RESTART;??

????sigaction(SIGALRM,?&action,?NULL);??

?????

????alarm(3);??

????printf("waiting?for?alarm?to?go?off\n");??

???

????//?新建消息隊列??

????nMsgID?=?msgget(IPC_PRIVATE,?0666?|?IPC_CREAT);??

????if(?nMsgID?<?0?)??

????{??

????????perror("msgget?fail"?);??

????????return;??

????}??

????printf("msgget?success.\n");??

???

????//?阻塞?等待消息隊列??

????//??

????//?msgrcv會因為進程收到了信號而中斷。返回-1，errno被設置為EINTR。??

????//?即使在插入信號時設置了SA_RESTART，也無效。man?msgrcv就有說明。??

????//??

????struct?msgst?msg_st;??

????if(?-1?==?msgrcv(?nMsgID,?(void*)&msg_st,?1,?0,?0?)?)??

????{??

????????perror("msgrcv?fail");??

????}??

???

????printf("done\n");??

???

????exit(0);??

}??

4. 總結

慢系統調用(slow system call)會被信號中斷，系統調用函數返回失敗，并且errno被置為EINTR（錯誤描述為“Interrupted system call”）。

處理方法有以下三種：①人為重啟被中斷的系統調用；②安裝信號時設置 SA_RESTART屬性；③忽略信號（讓系統不產生信號中斷）。

有時我們需要捕獲信號，但又考慮到第②種方法的局限性（設置 SA_RESTART屬性對有的系統無效，如msgrcv），所以在編寫代碼時，一定要“人為重啟被中斷的系統調用”。

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的信号中断 与 慢系统调用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。