Swift 中的信号处理

此包为底层的 C sigaction 函数提供了 Swift 语法，以及延迟或取消 sigaction 处理程序的方法。

它兼容 macOS 和 Linux。在使用 sigaction 处理程序延迟功能之前，请仔细阅读文档。

使用示例

我相信好的例子胜过千言万语。

使用 Swift 语法的简单传统 sigaction 处理程序示例

let action = Sigaction(handler: .ansiC({ sigID in
   logger.debug("Handling signal \(Signal(rawValue: sigID)) from sigaction")
}))
try action.install(on: .terminated)

延迟的 sigaction 示例

let delayedSigaction = try SigactionDelayer_Unsig.registerDelayedSigaction(Signal.terminated, handler: { signal, doneHandler in
   logger.debug("Received signal \(signal); delaying it to clean-up")
   myAsyncCleanUp{
      logger.debug("Cleanup is done, allowing signal to go through")
      doneHandler(true)
   })
})

在同一代码中包含这两个示例时，当程序收到终止信号（macOS 上为 15）时，将记录以下内容

Received signal SIGTERM; delaying it to clean-up
Cleanup is done, allowing signal to go through
Handling signal SIGTERM from sigaction

延迟 Sigaction 如何工作？

延迟信号是一个不寻常的过程，在使用此方法之前，您应该了解其内部工作原理。

我们有两种延迟策略。一种是将信号设置为忽略，直到信号被允许通过（SigactionDelayer_Unsig）；另一种是阻止传入信号，直到信号被允许通过（SigactionDelayer_Block）。

两种策略都有优点和缺点。

当信号被阻止或忽略时，也会使用 libdispatch (又名 GCD) 对其进行监控，libdispatch 本身使用 BSD 上的 kqueue 和 Linux 上的 signalfd 监控信号。这允许在需要时解除信号阻止或设置 sigaction 处理程序。

两种方法的重要注意事项：libdispatch 只能检测发送给整个进程的信号，而不能检测发送给线程的信号。因此，发送给线程的延迟信号将被永久阻止或忽略。

Unsigaction 策略的详细信息（SigactionDelayer_Unsig）

这是推荐的方法。

此方法不需要任何特定的引导。您可以随时延迟信号。

但是，一旦信号被注册为延迟，就不应手动更改 sigaction。（此项目的 Sigaction 结构提供的 install 方法除外，该方法知道信号上可能存在的取消信号操作，并可以相应地更新它们。）

当信号首次注册为延迟时，会发生以下几件事

  • sigaction 处理程序保存在内部结构中；

  • 信号被设置为忽略；

  • 生成一个专用线程（如果尚未生成），该线程解除阻止所有信号；

  • 创建一个 dispatch source 以使用 GCD 监控传入信号。

然后，当收到信号时，会发生以下情况

  • libdispatch 通知 sigaction 延迟器，延迟器将反过来

  • 临时重新安装信号的已保存 sigaction（在客户端表示可以之后），以及

  • 将信号发送到专用线程。这会触发 sigaction，但不会通知 libdispatch。

  • 最后，延迟器将信号设置回被忽略状态。

此方法的注意事项:

  • 在信号发送和设置回被忽略状态之间存在不可避免的竞争条件 (AFAICT)；

  • 发送回去的信号丢失了原始信号的 siginfo；

  • 在 Linux 上，信号延迟很脆弱。有关更多信息，请参阅阻止策略的 Linux 注意事项。

阻止策略的详细信息（SigactionDelayer_Block）

您必须在使用此方法之前对其进行引导，在创建任何线程之前，将您要延迟的所有信号提供给引导方法。引导将首先阻止当前（主）线程上的所有给定信号，然后生成一个线程，在该线程上将解除阻止所有这些信号。

这允许我们的专用线程成为唯一允许接收要监控的信号的线程。

当信号注册为延迟时，延迟器也会阻止专用线程上的信号！

当收到信号时，libdispatch 将通知延迟器，延迟器将解除阻止信号，从而允许信号被传递。

此方法的注意事项:

  • 在 macOS 上，当收到在所有线程上被阻止的信号时，它似乎被分配给任意线程。在另一个线程上解除阻止信号根本不会解除阻止它。为了解决这个问题，我们在解除阻止信号之前检查信号是否在专用线程上挂起。如果不是，我们将信号发送到我们的线程，从而再次丢失 sigaction，就像使用 unsigaction 策略时一样。此外，原始信号将永远在受影响的线程上保持挂起状态。

  • 在 Linux 上，存在一个问题，与手册页所说的相反，当首次安装此信号的 dispatch source 时，libdispatch 确实会修改信号的 sigaction。因此，从理论上讲，这种策略不应该有效（老实说，另一种策略也不应该有效）。但是，有人注意到，在安装信号源*之后*更改 sigaction 足以避免此问题。因此，我们在安装信号源之前保存 sigaction，然后在安装源之后恢复它，我们就没问题了。但是，此解决方案似乎很脆弱，并且将来可能会失效，甚至现在都可能无法可靠地工作。