这篇文章主要介绍linux中时序竞态是什么意思,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!时序竞态即由于进程之间执行的顺序不同,导致同一个进程多次运行后产生了不同结果的现象。pause函数函数原型:int 
这篇文章主要介绍linux中时序竞态是什么意思,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!
时序竞态即由于进程之间执行的顺序不同,导致同一个进程多次运行后产生了不同结果的现象。
函数原型:
int pause(void);
函数作用:
进程调用pause函数时,会造成进程主动挂起(处于阻塞状态,并主动放弃CPU),并且等待信号将其唤醒。
返回值:
我们知道,信号的处理方式有三种:1. 默认动作;2. 忽略处理;3. 捕捉。进程收到一个信号后,会先处理响应信号,再唤醒pause函数。于是有下面几种情况:
因为alarm函数可以在设定的时间之后发送SIGALRM信号,pause函数又可以将进程挂起等待信号,则二者结合可以自己写一个sleep函数,如下:#include #include #include void sig_alrm(int signo){ }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;}
在讲时序竞态具体现象之前,我们先来看一个生活中常见的场景:
想午睡10分钟,于是定了个10分钟的闹钟,希望10分钟后闹钟将自己叫醒。
正常情况:定好闹钟,午睡,10分钟后闹钟叫醒自己;
异常情况:定好闹钟,躺下睡觉2分钟,被同学叫醒去打球,打了20分钟后回来继续睡觉。但在打球期间,闹钟早就响过了,将不会再唤醒自己。
这个例子与之后要讲的时序竞态有很大的相似之处。
我们再回过头来看上面所写的mysleep程序。这个函数有可能是下面的时序:
通过以上时序分析,我们可以看出,造成时序竞态的原因就是SIGALRM信号在进程失去CPU的时候就已经发送过来。为了防止这个现象出现,我们可以先将该信号阻塞,将其“抓住”,再在解除阻塞的时候立刻调用pause函数挂起等待。这样即使在调用alarm就失去CPU,也可以在进程重新获得CPU时将抓到的SIGALRM信号重新“放出来”,并将之后的pause函数唤醒。
但在解除阻塞与pause等待挂起信号之间,还是有可能失去CPU,除非将这两个步骤做成一个“原子操作”。Linux系统提供的sigsuspend函数就具备这个功能。所以,在时序要求比较严格的场合下都应该使用sigsuspend函数,而非pause函数。
函数原型:
int sigsuspend(const sigset_t *mask);
函数作用:挂起等待信号;
函数参数:mask,传入参数,sigsuspend函数调用期间,进程信号屏蔽字由参数mask指定。
具体用法:可将某个信号(如SIGALRM)从临时信号屏蔽字mask中删除,也就是在调用sigsuspend函数时对该信号解除屏蔽,然后挂起等待信号。但我们此时已经改变了进程的信号屏蔽字,所以调用完sigsuspend函数之后,应将进程的信号屏蔽字恢复原样。
#include#include#includevoid sig_alrm(int signo){ }unsigned int mysleep(unsigned int nsecs){ struct sigaction newact, oldact; sigset_t newmask, oldmask, suspmask; unsigned int unslept; //1.为SIGALRM设置捕捉函数,一个空函数 newact.sa_handler = sig_alrm; sigemptyset(&newact.sa_mask); newact.sa_flags = 0; sigaction(SIGALRM, &newact, &oldact); //2.设置阻塞信号集,阻塞SIGALRM信号 sigemptyset(&newmask); sigaddset(&newmask, SIGALRM); sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask); //信号屏蔽字 mask //3.定时n秒,到时后可以产生SIGALRM信号 alarm(nsecs); suspmask = oldmask; sigdelset(&suspmask, SIGALRM); sigsuspend(&suspmask); unslept = alarm(0); //6.恢复SIGALRM原有的处理动作,呼应前面注释1 sigaction(SIGALRM, &oldact, NULL); //7.解除对SIGALRM的阻塞,呼应前面注释2 sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL); return(unslept);}int main(void){ while(1){ mysleep(2); printf("Two seconds passed\n"); }return 0;}
一个函数在被调用执行期间尚未调用结束的时候,由于某种时序,该函数又被重复调用,这种情况称为「重入」。如果从信号处理程序返回,则继续执行进程断点处的正常指令序列,从重新恢复到断点重新执行的过程中,函数所依赖的环境没有发生改变,就说这个函数是可重入的,反之就是不可重入的。
如果要将函数做成可重入函数,则函数内不能含有全局变量及static变量,也不能使用malloc、free。
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本文标题: linux中时序竞态是什么意思
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