疑难杂症之malloc死锁__lll_lock_wait_private

查看glibc源码可知， malloc内部是有锁的。那说明malloc是一个线程安全型函数，但是它不是一个可重入函数。重入的意思是，比如当前线程正在做malloc， 如果此时因为某种原因触发了信号，那么操作系统会保存好现场（正在执行的malloc），转而去执行信号处理函数，如果信号处理函数里面又有malloc的调用，那么此时就发生了malloc重入。当malloc重入时，可能导致线程死锁。

main.c 如下：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
using namespace std;
void signal_handler(int signum);#define NUM 100000void* test( void* args )
{    while(1)    {        printf("try to malloc in test, thread id = %u\r\n", pthread_self());        void *p = malloc(NUM);       }    return NULL;
}int main()
{         signal(SIGTERM, signal_handler); pthread_t thread1;    pthread_create(&thread1, NULL, test, NULL);for(;;){printf("malloc in main function, thread id = %u\r\n", pthread_self());void *p = malloc(NUM);}pthread_join(thread1, NULL);return 0;
}   void signal_handler(int signum)
{   printf("receive SIGTERM, malloc again, thread id = %u\r\n", pthread_self());void *p = malloc(NUM);
}

主线程和子线程都一直在做malloc, 信号处理函数也在调用malloc. 此时运行一个脚本，让其不断触发SIGTERM，那么程序运行一段时间之后可能发生死锁。

编译：

g++ main.c -lpthread

运行：

./a.out

查看线程号：

ps  -ef | grep a.out

root       6378   5558  0 11:21 pts/1    00:00:01 ./a.out

同时启动一个javascript， 让其不断触发SIGTERM，脚本如下：

# $language = "JScript"
# $interface = "1.0"function main()
{shellCmds();
}function shellCmds()
{for(;;){var cmd1 = "kill 6378";crt.Screen.Send(cmd1+"\r\n");}}

运行一段时间之后系统死锁了：

 查看此时的调用栈：

#0  0x00007f2258ed597e in __lll_lock_wait_private () from /lib64/libc.so.6
#1  0x00007f2258e6fc93 in _L_lock_9971 () from /lib64/libc.so.6
#2  0x00007f2258e6e169 in malloc () from /lib64/libc.so.6     //第二次进入malloc
#3  0x0000000000400840 in signal_handler(int) ()
#4  <signal handler called>
#5  0x00007f2258ec541a in mmap64 () from /lib64/libc.so.6
#6  0x00007f2258e6cbc4 in _int_malloc () from /lib64/libc.so.6
#7  0x00007f2258e6e174 in malloc () from /lib64/libc.so.6       //第一次进入malloc
#8  0x000000000040080e in main ()

然而有时候，malloc的调用可能是间接的，比如往文件里面写log也会调用malloc, 以下是一段写文件的调用栈，最终block在malloc

#0  __lll_lock_wait_private (futex=0x74800018) at ./lowlevellock.c:32
#1  0x76120b08 in __GI___libc_malloc (bytes=bytes@entry=4096) at malloc.c:3063
#2  0x7610548c in __GI__IO_file_doallocate (fp=0x74a43428) at filedoalloc.c:101
#3  0x76118adc in __GI__IO_doallocbuf (fp=fp@entry=0x74a43428) at genops.c:365
#4  0x76115b60 in _IO_new_file_seekoff (fp=0x74a43428, offset=0, dir=1, mode=<optimized out>) at fileops.c:960
#5  0x76117360 in _IO_new_file_attach (fp=fp@entry=0x74a43428, fd=fd@entry=218) at fileops.c:379
#6  0x76111ecc in _IO_vdprintf (d=d@entry=218, format=format@entry=0x765aa1d8 "%u", arg=arg@entry=0x74a43520) at iovdprintf.c:46
#7  0x760f1874 in __GI___dprintf (d=d@entry=218, format=format@entry=0x765aa1d8 "%u") at dprintf.c:33

最后总结：

1 malloc是不可重入函数， 如果重入了可能会死锁。所以信号处理函数里面不能调用malloc.

2 malloc的调用有可能是间接地或者说是隐式的。所以信号处理函数应该尽可能简单， 比如只设置一个flag, 然后让其他线程根据这个flag来做其它事情。