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這篇文章主要介紹linux中時序競態(tài)是什么意思,文中介紹的非常詳細,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們一定要看完!
時序競態(tài)即由于進程之間執(zhí)行的順序不同,導(dǎo)致同一個進程多次運行后產(chǎn)生了不同結(jié)果的現(xiàn)象。
函數(shù)原型:
int pause(void);
函數(shù)作用:
進程調(diào)用pause函數(shù)時,會造成進程主動掛起(處于阻塞狀態(tài),并主動放棄CPU),并且等待信號將其喚醒。
返回值:
我們知道,信號的處理方式有三種:1. 默認動作;2. 忽略處理;3. 捕捉。進程收到一個信號后,會先處理響應(yīng)信號,再喚醒pause函數(shù)。于是有下面幾種情況:
因為alarm函數(shù)可以在設(shè)定的時間之后發(fā)送SIGALRM信號,pause函數(shù)又可以將進程掛起等待信號,則二者結(jié)合可以自己寫一個sleep函數(shù),如下:#include #include #include void sig_alrm(int signo) { /* nothing to do */ } unsigned int mysleep(unsigned int nsecs) { unsigned int unslept; signal(SIGALRM, &sig_alrm); unslept = alarm(nsecs); pause(); return unslept; } int main(void) { while(1){ mysleep(2); printf("Two seconds passed\n"); } return 0; }
在講時序競態(tài)具體現(xiàn)象之前,我們先來看一個生活中常見的場景:
想午睡10分鐘,于是定了個10分鐘的鬧鐘,希望10分鐘后鬧鐘將自己叫醒。
正常情況:定好鬧鐘,午睡,10分鐘后鬧鐘叫醒自己;
異常情況:定好鬧鐘,躺下睡覺2分鐘,被同學(xué)叫醒去打球,打了20分鐘后回來繼續(xù)睡覺。但在打球期間,鬧鐘早就響過了,將不會再喚醒自己。
這個例子與之后要講的時序競態(tài)有很大的相似之處。
我們再回過頭來看上面所寫的mysleep程序。這個函數(shù)有可能是下面的時序:
通過以上時序分析,我們可以看出,造成時序競態(tài)的原因就是SIGALRM信號在進程失去CPU的時候就已經(jīng)發(fā)送過來。為了防止這個現(xiàn)象出現(xiàn),我們可以先將該信號阻塞,將其“抓住”,再在解除阻塞的時候立刻調(diào)用pause函數(shù)掛起等待。這樣即使在調(diào)用alarm就失去CPU,也可以在進程重新獲得CPU時將抓到的SIGALRM信號重新“放出來”,并將之后的pause函數(shù)喚醒。
但在解除阻塞與pause等待掛起信號之間,還是有可能失去CPU,除非將這兩個步驟做成一個“原子操作”。Linux系統(tǒng)提供的sigsuspend函數(shù)就具備這個功能。所以,在時序要求比較嚴格的場合下都應(yīng)該使用sigsuspend函數(shù),而非pause函數(shù)。
函數(shù)原型:
int sigsuspend(const sigset_t *mask);
函數(shù)作用:掛起等待信號;
函數(shù)參數(shù):mask,傳入?yún)?shù),sigsuspend函數(shù)調(diào)用期間,進程信號屏蔽字由參數(shù)mask指定。
具體用法:可將某個信號(如SIGALRM)從臨時信號屏蔽字mask中刪除,也就是在調(diào)用sigsuspend函數(shù)時對該信號解除屏蔽,然后掛起等待信號。但我們此時已經(jīng)改變了進程的信號屏蔽字,所以調(diào)用完sigsuspend函數(shù)之后,應(yīng)將進程的信號屏蔽字恢復(fù)原樣。
#include#include#includevoid sig_alrm(int signo) { /* nothing to do */ } unsigned int mysleep(unsigned int nsecs) { struct sigaction newact, oldact; sigset_t newmask, oldmask, suspmask; unsigned int unslept; //1.為SIGALRM設(shè)置捕捉函數(shù),一個空函數(shù) newact.sa_handler = sig_alrm; sigemptyset(&newact.sa_mask); newact.sa_flags = 0; sigaction(SIGALRM, &newact, &oldact); //2.設(shè)置阻塞信號集,阻塞SIGALRM信號 sigemptyset(&newmask); sigaddset(&newmask, SIGALRM); sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask); //信號屏蔽字 mask //3.定時n秒,到時后可以產(chǎn)生SIGALRM信號 alarm(nsecs); /*4.構(gòu)造一個調(diào)用sigsuspend臨時有效的阻塞信號集, * 在臨時阻塞信號集里解除SIGALRM的阻塞*/ suspmask = oldmask; sigdelset(&suspmask, SIGALRM); /*5.sigsuspend調(diào)用期間,采用臨時阻塞信號集suspmask替換原有阻塞信號集 * 這個信號集中不包含SIGALRM信號,同時掛起等待, * 當(dāng)sigsuspend被信號喚醒返回時,恢復(fù)原有的阻塞信號集*/ sigsuspend(&suspmask); unslept = alarm(0); //6.恢復(fù)SIGALRM原有的處理動作,呼應(yīng)前面注釋1 sigaction(SIGALRM, &oldact, NULL); //7.解除對SIGALRM的阻塞,呼應(yīng)前面注釋2 sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL); return(unslept); } int main(void) { while(1){ mysleep(2); printf("Two seconds passed\n"); }return 0; }
一個函數(shù)在被調(diào)用執(zhí)行期間尚未調(diào)用結(jié)束的時候,由于某種時序,該函數(shù)又被重復(fù)調(diào)用,這種情況稱為「重入」。如果從信號處理程序返回,則繼續(xù)執(zhí)行進程斷點處的正常指令序列,從重新恢復(fù)到斷點重新執(zhí)行的過程中,函數(shù)所依賴的環(huán)境沒有發(fā)生改變,就說這個函數(shù)是可重入的,反之就是不可重入的。
如果要將函數(shù)做成可重入函數(shù),則函數(shù)內(nèi)不能含有全局變量及static變量,也不能使用malloc、free。
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