在多进程、多线程的程序中，经常会使用信号来实现进程之间的通信和同步。但是，信号处理程序和主程序之间的竞争问题也是常见的，因为信号处理程序可能会打断主程序的执行。在这种情况下，使用sigsuspend函数可以很好地解决这个问题。

一、 什么是sigsuspend函数

sigsuspend函数是一个信号阻塞函数，它会临时地将信号集阻塞，等待来自另一进程的信号。当该信号到达时，信号处理器会被触发，然后阻塞函数会解除信号阻塞，使得信号处理程序可以执行。随后，主程序可以恢复执行。

二、 sigsuspend函数的用途

sigsuspend函数是一个非常有用的函数，它主要用来解决两个问题。其一是管道中的数据交换问题，其二是信号处理程序和主程序的竞态条件问题。

1. 管道中的数据交换问题

在多进程或多线程的程序中，管道是一种重要的通信方式。但是，由于管道的读写都是非阻塞式的，因此数据交换时常常会有竞态条件问题。在这种情况下，通过sigsuspend函数可以有效地解决这个问题。当读入管道数据时，调用sigsuspend函数阻塞该进程，直到写入进程发来信号后，再将数据写入管道中。

2. 信号处理程序和主程序的竞态条件问题

在使用信号进行同步和通信时，很容易出现竞态条件问题。例如，主程序和信号处理程序同时访问同一个全局变量。如果在信号处理程序执行期间，主程序也对该变量做了修改，可能导致数据不一致的结果。因此，使用sigsuspend函数可以确保信号处理程序能够正确地修改变量，并避免与主程序的竞争条件问题。

三、 sigsuspend函数的实现

sigsuspend函数的实现比较简单。其关键步骤包括：

1. 保存旧的信号集合。

2. 清空信号集合并将需要阻塞的信号添加到新的信号集合中。

3. 调用sigsuspend函数，等待信号到达。

4. 信号处理程序被触发后，解除信号阻塞。

5. 恢复旧的信号集合。

下面给出一个例子说明sigsuspend函数的使用方法。

```c

#include

#include

#include

#include

volatile sig_atomic_t usr1_count = 0; // 建立全局变量

void handler(int sig) // 信号处理函数

{

++usr1_count;

}

int main(int argc, char *argv[])

{

struct sigaction sa;

sigemptyset(&sa.sa_mask);

sa.sa_flags = 0;

sa.sa_handler = handler;

if (sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL) == -1) // 注册信号

{

perror("sigaction");

return EXIT_FAILURE;

}

printf("PID %ld: SIGUSR1 handler is installed\n", (long)getpid());

sigset_t original_mask, block_mask;

sigemptyset(&block_mask);

sigaddset(&block_mask, SIGUSR1);

if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &block_mask, &original_mask) == -1) // 阻塞信号

{

perror("sigprocmask");

return EXIT_FAILURE;

}

printf("PID %ld: SIGUSR1 signal is blocked\n", (long)getpid());

sleep(5);

printf("PID %ld: SIGUSR1 signal is unblocked\n", (long)getpid());

if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &original_mask, NULL) == -1) // 解除信号阻塞

{

perror("sigprocmask");

return EXIT_FAILURE;

}

printf("PID %ld: usr1_count = %d\n", (long)getpid(), usr1_count);

return EXIT_SUCCESS;

}

```

在这个例子中，主程序会阻塞SIGUSR1信号，等待5秒后解除信号阻塞。信号处理程序的作用是在信号处理程序中增加一个计数器，并在主程序中访问该计数器。

四、sigsuspend函数的注意事项

在使用sigsuspend函数时，需要注意以下事项：

1. 在进入sigsuspend函数之前，需要阻塞所有可能会打断信号处理程序的信号。

2. 在信号处理程序中不应该调用会改变信号集的函数，比如sigprocmask函数和sigaction函数。

3. 在信号处理程序中使用全局变量时，应该使用volatile sig_atomic_t修饰，以确保其不被编译器优化。

总结

在多进程、多线程的程序中，使用信号进行进程之间的同步和通信是一种常见的方式。但是，如果信号处理程序和主程序之间存在竞态条件问题，会导致数据不一致的结果。而sigsuspend函数可以很好地解决这个问题，通过临时阻塞信号，避免信号处理程序和主程序的竞态条件问题。在使用sigsuspend函数时，需要注意一些细节问题，以确保其正确性和安全性。