为什么malloc不是异步信号安全的？

Question

为什么信号处理程序中不能使用 malloc？可能会发生什么错误？

- Karel Bílek

Answer 1

信号处理程序可以在任何时间被调用，甚至在另一个对malloc的调用正在进行时也可能发生。如果这种情况发生，会出现以下两种情况之一：

1. 由于malloc无法获取堆锁定，您的进程将在信号处理程序中出现死锁。
2. 由于malloc（或没有考虑到需要堆锁定）确实获取了锁，然后继续使堆不一致，导致稍后的崩溃，因此您的进程可能会损坏其堆。

- JSBձոգչ

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有趣。但你能解释为什么这不能在正常的线程上下文切换期间发生吗？堆也是进程中所有线程共享的。除了信号处理程序调用外，malloc（）不可抢占吗？ - Amardeep AC9MF

这是一段老的内容，但它值得回答：当一个信号到达时，它会在进程内的线程中被处理。我能想到的最简单的情况是一个线程在调用malloc（假设在获得锁之后）时捕获了一个信号。然后，信号处理程序会调用malloc。当它试图获取锁时，它发现锁已经被持有，因此它会等待锁。原本将释放锁的线程部分将永远不会运行，因为它正在等待信号处理程序完成。信号处理程序将永远无法完成，因为它正在等待锁。 - J Teller

这就是死锁问题。当持有的锁是可重入的时，就会出现腐败问题。在这种情况下，信号处理程序能够获取锁（因为它由同一线程持有），并且在现有的malloc请求（在同一线程上）已经在进行中时，继续执行完全新的malloc请求，从而破坏堆。如果没有信号，其他线程使用锁来协调，这是不可能发生的。 - BeeOnRope

值得注意的是，实现允许以信号安全的方式实现malloc()，这样做将扩展程序从可能触发异步信号的各种条件中恢复的能力。声称malloc()不是信号安全的陈述并不意味着不应指定任何实现为信号安全，而是为了避免要求即使是那些客户不需要malloc()信号安全的实现，在运行此类安全性会很昂贵的平台上，也需要提供它才能符合规范。 - supercat