信号处理函数-malloc 线程死锁

最新推荐文章于 2025-08-10 00:39:53 发布
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分类专栏： Linux 文章标签： signal malloc calloc multithreads block
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xiaowen_10/article/details/53285860
本文探讨了在信号处理函数中使用堆操作函数导致的死锁问题。具体表现为客户端发送数据后，服务器未响应。经排查发现，一工作线程在使用OPENSSL函数时被信号处理函数打断，随后在该函数内调用malloc引发堆操作函数内部锁的嵌套，最终导致阻塞。文章强调了在信号处理函数中避免使用可能引发重入的函数。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

最近开发项目的时，会偶发一个问题：客户端与服务器发数据包后，服务器端无任何的应答，在服务器端查看进程仍然存在，最后使用调试工具，查看堆栈如下：


原来是因为：一个线程在使用OPENSSL的函数（CRYPTO_free）操作堆空间时，被信号处理函数(sig_fn)打断，然后再信号处理函数内部再次调用操作堆空间的函数malloc时，引发了堆操作函数内部锁的嵌套，导致阻塞。


以后在信号处理函数内部一定要小心，不要使用会引发重入的函数。

相关链接：

信号处理函数陷阱：调用malloc导致死锁：http://blog.youkuaiyun.com/icycode/article/details/49645725



C++ 信号处理：`signal` 函数与多线程环境的挑战
weixin_41455464的博客
07-06 930
想象一下，你正在愉快地写代码，突然有人踹了你一脚（或者系统发生了什么事情），你被打断了，得先处理一下这个突发事件，然后再回去继续写代码。想象一下，你的程序有多个线程，其中一个线程正在修改一个全局变量，突然收到了一个信号，信号处理函数也在试图修改这个全局变量。如果信号处理函数需要获取一个互斥锁，而恰好某个线程已经持有这个互斥锁，并且被信号中断了，那么信号处理函数就会一直阻塞，导致死锁。函数呢，就是C++（更准确地说是C标准库）提供的一个接口，让你告诉操作系统，收到某个信号的时候，你想干点啥。
使用Windbg排查线程死锁引起的连不上服务器问题
dvlinker的技术专栏
08-15 2万+
使用Windbg排查线程死锁引起的连不上服务器问题
c语言执行malloc死机,#掉过的坑#C语言写Python扩展，PyMem_Malloc崩溃的问题
weixin_42311349的博客
05-19 665
问题描述C写python扩展，在执行208行之前拨错。黄色小箭头表示“This is the next statement will be executed”，所以问题出在memcpy这行，然而这是C标准库的函数，不太可能出问题。尝试自己写了一个函数，代替memcpy，报错一样，所以问题不在这里。 找Bug但是同一个project中也有其他.c文件使用了memcpy，是没有问题的。到汇编代码看...
信号处理函数陷阱：调用malloc导致死锁
木牛的博客
09-06 1793
其实不然，仔细分析，就会发现其中蹊跷：有一个线程，在执行malloc的过程中，跳转到了信号处理函数中。看了glibc源码就会知道，malloc内部也是有锁、而且是非嵌套的，如果在上一次调用中拿到锁，又跳转到信号处理函数中再次malloc，自然就导致死锁了。本人在项目中就曾两次遇到信号处理函数中调用不可重入函数导致的死锁：某项目运行一段时间后，进程基本停止响应各种外界命令，日志也基本停止打印(只有个别简单轮询线程定时大义些信息)，但ps命令看到进程还在运行。一般来说，信号处理函数中要做的事情应该尽量简单。
不可重入函数
keepAlive_的博客
06-20 163
不可重入‌ 的本质在于其依赖的‌共享全局状态‌在并发执行时会被破坏，导致计算结果不可靠甚至程序崩溃。所以不可重入的意思是：因为资源共享，所以重入会导致错误发生，而不是资源锁死，第二次无法占用资源。但上面的说法不够专业化，准啊也说法如下：“不可重入”的核心含义是：函数或操作因依赖共享资源（如全局变量、静态数据），在并发或中断场景下被重入时会导致数据错误或逻辑混乱，而非资源被永久锁死导致第二次调用完全无法执行‌。
linux 信号 进程死锁,linux信号处理程序中的malloc导致死锁(malloc inside linux signal handler cause deadlock)...
weixin_36467992的博客
05-01 687
linux信号处理程序中的malloc导致死锁(malloc inside linux signal handler cause deadlock)首先对于在信号处理程序中调用malloc感到抱歉:)我也明白我们不应该在信号处理程序中做任何耗时的任务/这种讨厌的东西。但我很想知道它坠毁的原因吗？#0 0x00006e3ff2b60dce in _lll_lock_wait_private () ...
c语言执行malloc死机,了，malloc函数调试模式下能够正常执行，直接运行就会报错了...
weixin_35645230的博客
05-19 891
求助了，malloc函数调试模式下能够正常执行，直接运行就会报错了！intread_map(MAP*FIRST){MAP*TEMP=(MAP*)malloc(sizeof(MAP));char*string;longsize_file;MAP*NOW=FIRST;NOW->NEXT=NULL;if(open_map()==0)return0;else{if(f...
malloc失败导致线程死锁
xingyeping的博客
11-26 3782
malloc失败导致线程死锁环境：Linux3.44 / libc.so.6 2.17 错误栈信息：Thread 1 (Thread 0x7fcae15e9740 (LWP 17012)): #0 0x00007fcadededbd8 in pthread_once () from /lib64/libpthread.so.0 #1 0x00007fcadeb2a08c in backtra
IOT-OS之RT-Thread（六）--- 线程间同步与线程间通信
流云
09-21 2489
二、IPC对象管理 2.1 IPC对象控制块 再回顾下内核对象的派生和继承关系： 前面已经介绍过直接继承自基对象rt_object的定时器对象rt_timer、内存池对象rt_mempool、线程对象rt_thread，下面要介绍线程间的同步与通信，线程间同步对象rt_sem / rt_mutex / rt_event和线程间通信对象rt_mb / rt_mq都直接继承自rt_ipc_objec...
c++类的静态成员函数能设置成sa_sigaction的信号处理函数吗
05-30
信号处理函数中**只能调用异步信号安全函数**（如`write`），避免使用`malloc`、`cout`等非安全操作[^4]。 3. **线程安全性** 在多线程环境中，需通过`pthread_sigmask`控制信号传递范围，避免竞态条件[^1]。 -...
深入探讨：信号处理中的死锁问题
最新发布
m0_62153576的博客
08-10 4
摘要： 在多线程编程中，信号处理器调用非异步信号安全的函数可能导致死锁。一个案例显示，在Linux上使用backtrace函数（间接调用malloc）会引发无限锁定，而MacOS运行正常。原因是malloc等函数在信号处理环境中不安全。解决方案包括：改用异步信号安全的libunwind库获取堆栈、允许核心转储分析，或简化信号处理逻辑。该案例揭示了异步信号安全对多线程程序稳健性的重要性，提醒开发者避免在信号处理器中使用非安全函数。
STM32调用malloc死机的
weixin_42403965的博客
09-23 1661
我是使用stm32cube生成的代码，调用malloc后直接死机，暂时想到从几个方面查找原因 1.因为malloc分配的内存是在堆区的，所以查看堆栈大小设置以及结束地址是否超过了你的芯片RAM大小，在ld文件中定义。 2.分配的内存是否超出了堆栈大小 3.这是我这次遇到的问题，在ld文件中末尾有一段忽略库文件的定义，把它取消就可以了，因为我是用makefile编译，使用c++写的，也有可能是加上了其他编译参数导致的。 ...
关于malloc函数死机的问题
抱一归元
11-13 6817
撸主自打开了博客，还没动过笔，最近一直在琢磨着写点啥，
11 信号处理函数中的死锁
u012906122的专栏
06-25 1341
本文总结了因为信号处理函数里调用不当，导致程序死锁卡住的情况。 1 理论支撑 信号处理类似中断，当进程捕获到信号(如SIGTERM)后，进程会停止当前的操作区执行信号处理函数，如果中断处理中调用了信号不安全函数，就可能有死锁风险。 以Logger类的print函数为例，如果Logger类的实现使用了线程锁： void print() { lock ...... unlock } 如果进程运行时线程1运行了这个print函数，持有了锁，但是还没释放锁。这时信号(如SIGT
信号处理方法的问题
陶辉：聚焦分布式系统的程序员
05-15 1万+
这周有位新同事请我帮忙看一个关于信号处理的问题，程序希望在收到一个信号后退出，而他在信号处理方法里却做了许多事，包括释放一些全局内存等。这样问题就产生了，程序不定时的就挂死了，用gdb一看，所有的线程都挂在了pthread_once方法里，而似乎每个线程都在处理信号，其中产生问题的线程堆栈如下：Thread 1 (Thread 0x7f41252f3720 (LWP 31542)):#0 0x00
32位单片机 使用malloc分配失败的一种情况
HUSNN的博客
04-10 1696
如果这个“尾巴”被赋于0值，则相当于直接消失，但若是赋于一个非0值，尽管数据已经被篡改，但“尾巴”仍然存在，在释放此内存空间的时候这个“尾巴”将成为内存碎片无法被消去，而“尾巴”后面的空间则不受影响。在内存中分配的“尾巴”，一旦失去了这个“尾巴”，那么所分配的内存空间在整个内存当中相当于无限长，导致了所有内存都被占用，而。分配的大小的内存，结局就是只释放了正确分配的那一小部分空间，而剩下的大部分的内存空间都“被占用”了。位置的数据，相当于破坏了分配出的内存空间的完整性，那么不管是。
面试笔记（一）：系统编程（malloc函数实现原理、死锁、动态链接与静态链接）
sinat_30240715的博客
09-07 1161
1.malloc函数实现原理 (转自：https://blog.youkuaiyun.com/mmshixing/article/details/51679571） malloc的全称是memory allocation，中文叫动态内存分配，用于申请一块连续的指定大小的内存块区域以void*类型返回分配的内存区域地址，当无法知道内存具体位置的时候，想要绑定真正的内存空间，就需要用到动态的分配内存。 ...
Malloc函数的线程安全与可重入性分析
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无忧的专栏
09-05 2万+
malloc函数是一个我们经常使用的函数，如果不对会造成一些潜在的问题。下面就malloc函数的线程安全性和可重入性做一些分析。  我们知道一个函数要做到线程安全，需要解决多个线程调用函数时访问共享资源的冲突。而一个函数要做到可重入，需要不在函数内部使用静态或全局数据，不返回静态或全局数据，也不调用不可重入函数。  malloc函数线程安全但是不可重入的，因为malloc函数在用户空间要自己管
Linux 多线程程序调用malloc，backtrace引发死锁问题的调试
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10-20 5937
信号处理函数必须是可重入函数，否则在多线程设计结构中容易造成不可预知的错误或造成程序死锁。
禁止在信号处理例程中调用非异步安全函数
03-13
<think>嗯，用户问的是禁止在信号处理例程中调用非异步安全函数的问题。这个问题涉及到信号处理和异步安全函数的概念，需要逐步理清楚。首先，我得回忆一下信号处理的基本机制，然后考虑为什么在信号处理函数中调用某些函数会有问题。 首先，信号处理函数是在程序运行过程中，当接收到特定信号时被调用的。这些信号可能来自外部事件，比如用户按下Ctrl+C，或者程序内部的错误，比如段错误。信号处理函数的设计需要快速响应，并且不会干扰到主程序的正常执行。这时候，问题就出现了：为什么不能调用非异步安全的函数呢？ 接下来，异步安全函数的定义是关键。异步安全函数是指在信号处理函数中可以安全调用的函数，这些函数要么是不可重入的，要么在执行过程中不会被信号中断，从而不会导致竞态条件或数据不一致。常见的异步安全函数包括write、read（在某些情况下）、以及一些简单的函数如_exit等。 而非异步安全函数，比如malloc、free、printf等，可能在执行时修改全局状态或使用静态缓冲区。例如，printf内部可能使用一个静态缓冲区来格式化输出，如果在信号处理函数中调用printf，而此时主程序也在调用printf，那么可能会导致缓冲区被破坏，输出乱码，甚至程序崩溃。 然后需要解释为什么这种情况下会发生问题。信号处理函数可能在主程序执行的任何时刻被调用，包括主程序正在执行非异步安全函数的过程中。例如，如果主程序正在执行malloc分配内存，此时信号处理函数被触发，而处理函数中也调用了malloc，这可能导致堆管理结构被破坏，引发不可预知的结果。 接下来，应该给出一些例子。比如，在信号处理函数中使用printf输出信息是不安全的，应该改用write函数。或者，动态内存分配函数如malloc和free同样不安全，可能导致死锁或内存泄漏。 然后，需要提供解决方案或最佳实践。比如，在信号处理函数中只使用异步安全函数，设置标志位让主程序检查并处理，或者使用自管道技巧将信号处理转换为更安全的事件循环处理。 可能还需要提到一些常见的异步安全函数列表，以及如何查阅相关文档确认函数的异步安全性。比如POSIX标准中明确哪些函数是异步安全的，或者在man手册中查找函数是否有async-signal-safe的属性。 最后，总结一下违反这一规则可能导致的后果，比如数据损坏、死锁、崩溃等，强调遵循这一规则的重要性。 现在需要把这些思路组织成一个结构清晰的回答，分步骤解释问题原因、具体例子和解决方案，确保用户能够逐步理解。</think>在信号处理中禁止调用非异步安全函数是一个关键的系统编程原则，其原理和注意事项可分解如下： --- ### 一、核心概念 1. **信号处理函数的异步性** 信号处理函数（Signal Handler）是异步执行的，可能在任何时间点被触发，包括： - 主程序正在执行非原子操作时 - 线程处于临界区（如持有锁、修改全局数据时） 2. **异步安全函数（Async-Signal-Safe）** 指在信号处理函数中可安全调用的函数，满足以下条件： - 不依赖全局/静态数据 - 不会修改共享资源 - 自身可重入（Reentrant） --- ### 二、非异步安全函数的风险 #### 场景示例 假设主程序正在执行 `printf`（非异步安全）： ```c printf("Count: %d\n", global_counter); // 主程序调用 ``` 此时若信号触发处理函数，且处理函数也调用 `printf`： ```c void handler(int sig) { printf("Signal received!\n"); // 非安全调用！ } ``` 可能导致： 1. **数据竞争**：两个 `printf` 同时操作同一静态缓冲区 2. **死锁**：`printf` 内部可能持有锁，主程序与信号处理函数互相等待 3. **堆损坏**：如 `malloc`/`free` 在信号处理中被调用，破坏堆管理结构 --- ### 三、常见非异步安全函数 | 风险函数 | 问题原因 | |-------------|-----------------------------| | `malloc` | 修改全局堆状态，可能引发死锁 | | `free` | 同上 | | `printf` | 使用静态缓冲区 | | `strtok` | 依赖静态指针保存状态 | | `syslog` | 内部可能加锁 | --- ### 四、安全实践方案 #### 1. 仅使用异步安全函数 POSIX 定义的异步安全函数（部分）： ```c write(), read(), _exit(), signal(), kill(), sigaction() ``` #### 2. 标志位 + 主循环检测（推荐） ```c volatile sig_atomic_t flag = 0; // 使用原子类型 void handler(int sig) { flag = 1; // 仅设置标志 } int main() { // 注册信号处理... while (1) { if (flag) { // 在主循环中处理实际逻辑 flag = 0; } } } ``` #### 3. 自管道技巧（Self-Pipe Trick） 通过管道将信号转换为 I/O 事件： ```c int pipefd[2]; pipe(pipefd); void handler(int sig) { write(pipefd[1], "X", 1); // 写入管道 } int main() { // 注册信号处理... while (1) { select(pipefd[0], ...); // 通过 select 检测管道可读 } } ``` --- ### 五、典型错误案例 **错误代码**： ```c void handler(int sig) { char* msg = malloc(100); // 非安全！ sprintf(msg, "Signal %d\n", sig); // 非安全！ printf("%s", msg); // 非安全！ free(msg); // 非安全！ } ``` **修正方案**： ```c void handler(int sig) { const char msg[] = "Signal received\n"; write(STDERR_FILENO, msg, sizeof(msg)); // 使用异步安全的 write } ``` --- ### 六、验证工具 1. **静态分析**：使用 `clang -fsanitize=thread` 检测数据竞争 2. **动态检测**：Valgrind 的 `helgrind` 工具检查锁冲突 --- ### 总结 禁止调用非异步安全函数的核心目标是避免**不可预测的竞态条件**。通过标志位、自管道或严格限制函数调用，可确保信号处理程序的安全性和可维护性。
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