UnixシグナルハンドラからのQt関数の呼び出し

UnixのシグナルハンドラからはQt関数を呼び出すことはできません。POSIXの標準規則が適用されます。つまり、シグナルハンドラからはasync-signal-safeな関数のみを呼び出すことができます。Unixのシグナルハンドラから呼び出せる関数の完全な一覧については、「シグナルアクション」を参照してください。

しかし、絶望する必要はありません。Qt で Unix シグナルハンドラを使用する方法があります。その方法は、Unix シグナルハンドラ内で、最終的に Qt シグナルが発信されるような処理を行い、その後、Unix シグナルハンドラから単純に戻るというものです。 Qt プログラム側では、その Qt シグナルが発火し、Qt スロット関数によって受信されます。そこで、Unix シグナルハンドラ内では許可されていなかった Qt 関連の処理を安全に行うことができます。

これを実現する簡単な方法の1つは、処理したいUnixシグナルごとに、クラス内でソケットペアを宣言することです。ソケットペアは静的データメンバーとして宣言します。また、各ソケットペアの読み取り側を監視するためのQSocketNotifier を作成し、Unixシグナルハンドラを静的クラスメソッドとして宣言し、各Unixシグナルハンドラに対応するスロット関数を宣言します。この例では、SIGHUPシグナルとSIGTERMシグナルの両方を処理することを想定しています。注：以下のコードスニペットを詳しく確認する前に、socketpair(2) および sigaction(2) のマニュアルページを必ず読んでおくことをお勧めします。

class MyDaemon : public QObject
{
    Q_OBJECT

  public:
    MyDaemon(QObject *parent = 0);
    ~MyDaemon();

    // Unix signal handlers.
    static void hupSignalHandler(int unused);
    static void termSignalHandler(int unused);

  public slots:
    // Qt signal handlers.
    void handleSigHup();
    void handleSigTerm();

  private:
    static int sighupFd[2];
    static int sigtermFd[2];

    QSocketNotifier *snHup;
    QSocketNotifier *snTerm;
};

MyDaemonのコンストラクタ内で、socketpair(2)関数を使用して各ファイルディスクリプタペアを初期化し、各ペアの読み取り側を監視するためにQSocketNotifier を作成します。各QSocketNotifier のactivated()シグナルは、適切なスロット関数に接続されており、これによりUnixシグナルがQSocketNotifier::activated()シグナルに実質的に変換されます。

MyDaemon::MyDaemon(QObject*parent)
        : QObject(parent)
{
    if(::socketpair(AF_UNIX,SOCK_STREAM, 0,sighupFd))
       qFatal("Couldn't create HUP socketpair");

   if(::socketpair(AF_UNIX,SOCK_STREAM, 0,sigtermFd))
       qFatal("Couldn't create TERM socketpair");
    snHup= newQSocketNotifier(sighupFd[1],QSocketNotifier::Read, this);
    connect(snHup, &QSocketNotifier::activated, this, &MyDaemon::handleSigHup);
    snTerm= newQSocketNotifier(sigtermFd[1],QSocketNotifier::Read, this);
    connect(snTerm, &QSocketNotifier::activated, this, &MyDaemon::handleSigTerm);

    ...
}

実装ファイルで静的メンバーを初期化します：

int MyDaemon::sighupFd[2] = {0, 0};
int MyDaemon::sigtermFd[2] = {0, 0};

起動コードの別の場所で、sigaction(2) を使用して Unix シグナルハンドラを設定します。

static int setup_unix_signal_handlers()
{
    struct sigaction hup, term;

    hup.sa_handler = MyDaemon::hupSignalHandler;
    sigemptyset(&hup.sa_mask);
    hup.sa_flags = 0;
    hup.sa_flags |= SA_RESTART;

    if (sigaction(SIGHUP, &hup, 0))
       return 1;

    term.sa_handler = MyDaemon::termSignalHandler;
    sigemptyset(&term.sa_mask);
    term.sa_flags = 0;
    term.sa_flags |= SA_RESTART;

    if (sigaction(SIGTERM, &term, 0))
       return 2;

    return 0;
}

Unixシグナルハンドラ内では、ソケットペアの書き込み側へ1バイトを書き込んでから戻ります。これにより、対応するQSocketNotifier がactivated()シグナルを発行し、その結果、適切なQtスロット関数が実行されます。

void MyDaemon::hupSignalHandler(int)
{
    char a = 1;
    ::write(sighupFd[0], &a, sizeof(a));
}

void MyDaemon::termSignalHandler(int)
{
    char a = 1;
    ::write(sigtermFd[0], &a, sizeof(a));
}

QSocketNotifier::activated() シグナルに接続されたスロット関数内で、そのバイトを読み取ります。これで、シグナルとともに安全に Qt 側に戻ることができ、Unix のシグナルハンドラでは実行できなかった Qt 独自の処理をすべて行うことができます。

void MyDaemon::handleSigTerm()
{
    snTerm->setEnabled(false);
    char tmp;
    ::read(sigtermFd[1], &tmp, sizeof(tmp));

    // do Qt stuff

    snTerm->setEnabled(true);
}

void MyDaemon::handleSigHup()
{
    snHup->setEnabled(false);
    char tmp;
    ::read(sighupFd[1], &tmp, sizeof(tmp));

    // do Qt stuff

    snHup->setEnabled(true);
}

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