競態(tài)條件(時序競態(tài))：

pause 函數(shù)

調(diào)用該函數(shù)可以造成進(jìn)程主動掛起，等待信號喚醒。調(diào)用該系統(tǒng)調(diào)用的進(jìn)程將處于阻塞狀態(tài)(主動放棄 cpu) 直 到有信號遞達(dá)將其喚醒，等不到一直等
int pause(void); 返回值：-1 并設(shè)置 errno 為 EINTR

返回值：

如果信號的默認(rèn)處理動作是終止進(jìn)程，則進(jìn)程終止，pause 函數(shù)么有機(jī)會返回。

如果信號的默認(rèn)處理動作是忽略，進(jìn)程繼續(xù)處于掛起狀態(tài)，pause 函數(shù)不返回。

如果信號的處理動作是捕捉，則【調(diào)用完信號處理函數(shù)之后，pause 返回-1】 errno 設(shè)置為 EINTR，表示“被信號中斷”。想想我們還有哪個函數(shù)只有出錯返回值。

pause 收到的信號不能被屏蔽，如果被屏蔽，那么 pause 就不能被喚醒。

使用 pause 和 alarm 來實(shí)現(xiàn) sleep 函數(shù)。

/** 模擬實(shí)現(xiàn)sleep*/ #include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<signal.h> #include<errno.h> void catch_sigalrm(int signo)//捕捉函數(shù) 保證pause不會被殺死 {; }unsigned int mysleep(unsigned int seconds) {int ret;struct sigaction act,oldact;act.sa_handler = catch_sigalrm;sigemptyset(&act.sa_mask);act.sa_flags = 0;ret = sigaction(SIGALRM,&act,&oldact);//注冊捕捉函數(shù) 改變了SIGALRM信號的設(shè)置if(ret == -1){perror("sigaction error");exit(1);} alarm(seconds); ret = pause();//主動掛起 等信號if(ret == -1 && errno == EINTR){printf("pause sucess\n");} alarm(0);//將鬧鐘清零sigaction(SIGALRM,&oldact,NULL);//恢復(fù)SIGALRN信號舊有的處理方式return ret; } int main(void) {while(1){mysleep(3);printf("-----------------\n");}return 0; }

時序競態(tài)

欲睡覺，定鬧鐘 10 分鐘，希望 10 分鐘后鬧鈴將自己喚醒。 正常：定時，睡覺，10 分鐘后被鬧鐘喚醒。
異常：鬧鐘定好后，被喚走，外出勞動，20 分鐘后勞動結(jié)束。回來繼續(xù)睡覺計劃，但勞動期間鬧鐘已經(jīng)響過， 不會再將我喚醒。

時序問題分析

借助 pause 和 alarm 實(shí)現(xiàn)的 mysleep 函數(shù)。設(shè)想如下時序：

注冊 SIGALRM 信號處理函數(shù) （sigaction…) 2

調(diào)用 alarm(1) 函數(shù)設(shè)定鬧鐘 1 秒。

函數(shù)調(diào)用剛結(jié)束，開始倒計時 1 秒。當(dāng)前進(jìn)程失去 cpu，內(nèi)核調(diào)度優(yōu)先級高的進(jìn)程(有多個)取代當(dāng)前進(jìn)程。 當(dāng)前進(jìn)程無法獲得 cpu，進(jìn)入就緒態(tài)等待 cpu。

1 秒后，鬧鐘超時，內(nèi)核向當(dāng)前進(jìn)程發(fā)送 SIGALRM 信號(自然定時法，與進(jìn)程狀態(tài)無關(guān))，高優(yōu)先級進(jìn)程尚未 執(zhí)行完，當(dāng)前進(jìn)程仍處于就緒態(tài)，信號無法處理(未決)

優(yōu)先級高的進(jìn)程執(zhí)行完，當(dāng)前進(jìn)程獲得 cpu 資源，內(nèi)核調(diào)度回當(dāng)前進(jìn)程執(zhí)行。SIGALRM 信號遞達(dá)，信號設(shè)置 捕捉，執(zhí)行處理函數(shù) sig_alarm。

信號處理函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，返回當(dāng)前進(jìn)程主控流程， pause()被調(diào)用掛起等待。 （欲等待alarm函數(shù)發(fā)送的SIGALRM 信號將自己喚醒）

SIGALRM 信號已經(jīng)處理完畢，pause 不會等到。

如何解決時序問題（重點(diǎn)）

可以通過設(shè)置屏蔽 SIGALRM 的方法來控制程序執(zhí)行邏輯，但無論如何設(shè)置，程序都有可能在“解除信號屏蔽” 與“掛起等待信號”這個兩個操作間隙失去 cpu 資源。除非將這兩步驟合并成一個“原子操作”。sigsuspend 函數(shù)具 備這個功能。在對時序要求嚴(yán)格的場合下都應(yīng)該使用 sigsuspend 替換 pause。

int sigsuspend(const sigset_t* mask); 掛起等待信號。
sigsuspend 函數(shù)調(diào)用期間，進(jìn)程信號屏蔽字由其參數(shù) mask 指定。
可將某個信號（如 SIGALRM）從臨時信號屏蔽字 mask 中刪除，這樣在調(diào)用 sigsuspend 時將解除對該信號的屏 蔽，然后掛起等待， 當(dāng)sigsuspend返回時，進(jìn)程的信號屏蔽字恢復(fù)為原來的值。 如果原來對該信號是屏蔽態(tài)， sigsuspend 函數(shù)返回后仍然屏蔽該信號。

總結(jié)

競態(tài)條件，跟系統(tǒng)負(fù)載有很緊密的關(guān)系，體現(xiàn)出信號的不可靠性。系統(tǒng)負(fù)載越嚴(yán)重，信號不可靠性越強(qiáng)。

不可靠由其實(shí)現(xiàn)原理所致**。信號是通過軟件方式實(shí)現(xiàn)(跟內(nèi)核調(diào)度高度依賴，延時性強(qiáng))，每次系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束后， 或中斷處理處理結(jié)束后，需通過掃描 PCB 中的未決信號集，來判斷是否應(yīng)處理某個信號。**當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載過重時，會出 現(xiàn)時序混亂。

這種意外情況只能在編寫程序過程中，提早預(yù)見，主動規(guī)避，而無法通過 gdb 程序調(diào)試等其他手段彌補(bǔ)。且由 于該錯誤不具規(guī)律性，后期捕捉和重現(xiàn)十分困難

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统编程----8（竞态条件，时序竞态，pause函数，如何解决时序竞态）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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