SIGPIPE(Signal 13, Code 0) 异常排查及处理

什么是 SIGPIPE

SIGPIPE 是指在一个进程（或线程）向另一个进程（或线程）发送数据的时候，如果对方已经关闭了对应的 pipe、socket 或 FIFO 等管道，那么发送数据的进程就会收到 SIGPIPE 信号，这个信号的默认行为是进程终止。通常情况下，这个信号是由于进程发送数据过多，对方接收不及时或出现了错误，导致管道关闭。

如何判断 SIGPIPE 异常

当进程在向一个已关闭的管道写入数据时，操作系统会向进程发送 SIGPIPE 信号。该信号出现时在控制台或日志中会出现类似下面的信息：

write error: Broken pipe

或者

SIGPIPE(Signal 13, Code 0)

如何避免 SIGPIPE

1. 错误处理

程序需要检查写入管道的状况，防止出现写入管道错误导致的 SIGPIPE 信号。我们需要使用 write 或者 send 函数的返回值，如果返回值小于等于 0，说明出现了错误。这时我们可以使用errno 来判断这个错误的类型，如果是 EPIPE，就说明写入管道的出现错误，需要处理它。

#include <unistd.h>
#include <errno.h>
void write_pipe(int fd, void *data, size_t len) {
      ssize_t n = write(fd, data, len);
      if (n <= 0) {
             if (errno == EPIPE) {
                    // 处理 SIGPIPE 信号
             } else {
                    // 其他错误处理
             }
      }
}

1. 信号处理

可以使用 SIG_IGN 或 SIGPIPE 信号处理函数来处理 SIGPIPE。如果你不想处理这个信号，可以使用 SIG_IGN 来忽略它，让进程不会退出。如果需要处理这个信号，可以使用 sigaction 函数来设置对应的信号处理函数。

#include <signal.h>
void sigpipe_handler(int signo) {
    // 处理 SIGPIPE 信号
}

void set_signal_handler() {
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = sigpipe_handler;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGPIPE, &sa, NULL);
}

示例

下面有两个 C 语言示例程序来演示 SIGPIPE 的出现和避免：

示例 1：出现 SIGPIPE

下面的示例程序中，程序会先打开一个管道文件，在子进程中关闭输入端口，父进程中写入数据。由于管道的写入端口已经关闭，所以父进程在写入数据时出现 SIGPIPE 信号。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

int main() {
    int fd[2];
    pid_t pid;
    char buffer[512];

    if (pipe(fd) < 0) {
        perror("pipe error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid = fork();

    if (pid < 0) {
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程关闭输入端口
        close(fd[0]);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 父进程关闭输出端口
    close(fd[1]);

    // 写数据
    int ret = write(fd[1], buffer, 512);
    if (ret < 0) {
        perror("write error");
    }

    return 0;
}

输出结果：

write error: Broken pipe

示例 2：避免 SIGPIPE

下面的示例程序中，我们做了一些改动来避免 SIGPIPE 发生。我们在父进程中采用错误处理的方式来处理 write 函数的返回值。如果出现写入管道错误，我们继续进行其他操作，避免被SIGPIPE 信号终止。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>

void write_pipe(int fd, void *data, size_t len) {
    ssize_t n = write(fd, data, len);
    if (n <= 0) {
        if (errno == EPIPE) {
            printf("write_pipe: SIGPIPE: Broken pipe\n");
        } else {
            perror("write_pipe");
        }
    }
}

int main() {
    int fd[2];
    pid_t pid;
    char buffer[512];

    if (pipe(fd) < 0) {
        perror("pipe error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid = fork();

    if (pid < 0) {
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程关闭输入端口
        close(fd[0]);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 父进程关闭输出端口
    close(fd[1]);

    // 写数据
    write_pipe(fd[1], buffer, 512);

    return 0;
}

输出结果：

write_pipe: SIGPIPE: Broken pipe