休眠在线程中（C / POSIX 线程）

Question

我正在开发一个使用 POSIX 线程 的多线程应用程序。我正在使用线程来执行定期工作，为此我使用 usleep(3) 暂停线程执行。我的问题是如何从主线程取消 usleep() 计时器，我尝试了 pthread_kill(thread, SIGALRM) 但它具有全局效果，导致主应用程序终止（默认情况下）。这是我的伪代码：

void threaded_task(void *ptr) {
    initialize();

    while(running) {
        do_the_work();
        usleep(some_interval);
    }

    clean_up();
    release_resources();
}

这是用于从主线程停止（和优雅地关闭）给定线程的伪函数：

void stop_thread(pthread_t thread) {
    set_running_state(thread, 0); // Actually I use mutex staff
    // TODO: Cancel sleep timer so that I will not wait for nothing.
    // Wait for task to finish possibly running work and clean up 
    pthread_join(thread, NULL);
}

实现的便捷方法是什么我的目标？我是否必须使用条件变量或者可以使用 sleep() 变体来做到这一点？

Answer 1

将 select() 与 FIFO 或套接字一起使用，您可以通过戳它来唤醒它。

Answer 2

您还可以使用信号量进行睡眠（这实际上是它们的真正目的）。

线程中的 sema_wait 和主线程中的 sema_post 。它简单、干净、便携。这是详细介绍该过程的文章的链接：
http://www.netrino.com/node/202

Answer 3

SIGALRM 终止整个应用程序的原因是您可能尚未为其注册信号处理程序。 SIGALRM 的默认操作是内核终止进程，因此如果 usleep 以不使用 SIGALRM 的方式实现（使用 nanosleep 或轮询函数之一）例如，超时）则 usleep 将不会注册处理程序或以其他方式更改信号的默认配置。

void handle_alrm(int sig) {
}

...

int main(void) {
    signal(SIGALRM, handle_alrm);
    ...

应该足以避免杀死你的程序，尽管你应该研究更复杂的 sigaction 函数而不是 signal ，因为它允许更多的控制并且在不同平台上表现得更一致。

如果您随后尝试在使用 SIGALRM 实现 usleep 或 sleep 的系统上使用代码，这可能会导致问题，因此您可能不想使用标准这些的库版本，并使用在所有平台上具有更可预测实现的函数（可能是 nanosleep 的薄包装，提供您想要的接口）。

Answer 4

我们使用 pthread_cond_timedwait 对条件变量进行等待，并设置超时。

当我们想要关闭时，我们设置一个“关闭”变量并执行 pthread_cond_broadcast

Answer 5

作为 select 的替代方案，还可以使用 pthread 条件变量（请参阅 pthread_cond_init、pthread_cond_wait 和 pthread_cond_signal >)、SysV 信号量或 POSIX 信号量。所有这些都比 usleep 更适合事件处理线程。

Answer 6

从引用的手册页来看，您似乎正在 Linux 上运行。
您应该能够使用 nanosleep 并中断由应用程序确定的 (SIGRTMIN+x) 子进程。 Nanosleep 具有被信号中断并返回其应该睡眠的剩余时间的功能。如果您需要较长时间的睡眠，您也可以只使用睡眠。

nanosleep(2)

signal(7)

上面提到的任何类型的 IPC 也可以帮助你解决这个问题。

编辑：看起来您已经在这样做了，除非您应该使用不会对程序产生外部影响的信号。任何睡眠功能都应该被非阻塞信号中断。实时信号旨在按每个应用程序使用。

Answer 7

有很多方法可以做到这一点：

• 使用自管道技巧 @Ignacio 提到（Linux 提供了方便但不可移植的eventfd(2) 来替换此处的管道）
• 通过围绕互斥体和条件变量构建的阻塞队列连接线程，等待空队列，唤醒队列中的项目
• 在启动其他线程之前在主线程中阻止信号，等待信号，唤醒信号 - 请参阅pthread_sigmask(3)

Answer 8

也许你需要弄乱信号掩码，或者信号可能无法离开睡眠状态......我不知道。我不知道可以使用 sigwait() 或 sigtimedwait()。我们使用 pthread_kill 来唤醒线程，但我们使用 sigwait 来睡眠它们......而不是 usleep。这是我发现唤醒执行此操作的最快方法（根据我的测试，比等待 pthread_cond 快 40-50 倍）。

我们在创建线程之前执行此操作：

int fSigSet;
sigemptyset(&fSigSet);
sigaddset(&fSigSet, SIGUSR1);
sigaddset(&fSigSet, SIGSEGV);
pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &fSigSet, NULL);

创建的每个线程都会继承此掩码。我对面具有点困惑。您要么告诉系统不要对某些信号执行任何操作，要么告诉系统您正在处理某些信号......我不知道。其他人可以介入并帮助我们。如果我更好地了解掩码的工作原理，我也许可以告诉您，您可以将上述代码粘贴到 ThreadProc 中。另外，我不确定 SIGSEGV 是否有必要。

然后一个线程调用它来睡眠自己：

int fSigReceived;
// next line sleeps the thread
sigwait(&fSigSet, &fSigReceived);  // assuming you saved fSigSet from above...
// you get here when the thread is woken up by the signal
// you can check fSigReceived if you care what signal you got.

然后你这样做来唤醒一个线程：

thread_kill(pThread, SIGUSR1);