时序竞态
什么是时序竞态？将同一个程序执行两次，失常状况下，前后两次执行失去的后果应该是一样的。但因为系统资源竞争的起因，前后两次执行的后果有可能失去不一样的后果，这个景象就是时序竞态。
pause函数
函数原型：
int pause(void);
函数作用：
过程调用pause函数时，会造成过程被动挂起（处于阻塞状态，并被动放弃CPU），并且期待信号将其唤醒。
返回值：
咱们晓得，信号的解决形式有三种：1. 默认动作；2. 疏忽解决；3. 捕获。过程收到一个信号后，会先解决响应信号，再唤醒pause函数。于是有上面几种状况：
① 如果信号的默认解决动作是终止过程，则过程将被终止，也就是说一收到信号过程就终止了，pause函数基本就没有机会返回；
② 如果信号的默认解决动作是疏忽，则过程将间接疏忽该信号，相当于没收到这个信号，过程持续处于挂起状态，pause函数不返回；
③ 如果信号的解决动作是捕获，则过程调用完信号处理函数之后，pause返回-1，errno设置为EINTR，示意“被信号中断”。
④ pause收到的信号不能被屏蔽，如果被屏蔽，那么pause就不能被唤醒。
因为alarm函数能够在设定的工夫之后发送SIGALRM信号，pause函数又能够将过程挂起期待信号，则二者联合能够本人写一个sleep函数，如下：
1#include <unistd.h> 2#include <signal.h> 3#include <stdio.h> 4 5void sig_alrm(int signo) 6{ 7 /* nothing to do */ 8} 910unsigned int mysleep(unsigned int nsecs)11{12 unsigned int unslept;1314 signal(SIGALRM, &sig_alrm);15 unslept = alarm(nsecs); 16 pause();1718 return unslept;19}202122int main(void)23{24 while(1){25 mysleep(2);26 printf("Two seconds passed\n");27 }2829 return 0;30}时序竞态前导例
在讲时序竞态具体景象之前，咱们先来看一个生存中常见的场景：
想午睡10分钟，于是定了个10分钟的闹钟，心愿10分钟后闹钟将本人叫醒。
失常状况：定好闹钟，午睡，10分钟后闹钟叫醒本人；
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分钟后回来持续睡觉。但在打球期间，闹钟早就响过了，将不会再唤醒本人。
这个例子与之后要讲的时序竞态有很大的相似之处。
时序竞态问题剖析
咱们再回过头来看下面所写的mysleep程序。这个函数有可能是上面的时序：
- SIGALRM默认动作是终止过程，因而咱们要将其捕获，对SIGALRM注册信号处理函数；
- 调用alarm(1)函数定时1秒钟；
- alarm(1)调用完结，定时器开始计时。就在这时，过程失去CPU，进入就绪态期待CPU（相当于被同学叫醒去打球）。失去CPU的形式有可能是内核调度了优先级更高的过程取代了以后过程，使得以后过程无奈取得CPU；
- 咱们晓得，alarm函数如果采纳天然定时法的话，定时器将始终计时，与过程状态无关。于是，1秒后，闹钟定时工夫到，内核向以后过程发送SIGALRM信号。高优先级过程尚未执行结束，以后过程依然无奈取得CPU，持续处于就绪态，信号无奈解决（处于未决状态）；
- 优先级高的过程执行结束，以后过程取得CPU资源，内核调度回以后过程执行。SIGALRM信号递达，并被过程解决；
- 信号处理结束后，返回以后主控流程，并调用pause()函数，挂起期待alarm函数发送的SIGALRM信号将本人唤醒；
- 但理论SIGALRM信号曾经处理完毕，pause()函数永远不会等到。
解决时序竞态问题
通过以上时序剖析，咱们能够看出，造成时序竞态的起因就是SIGALRM信号在过程失去CPU的时候就曾经发送过去。为了避免这个景象呈现，咱们能够先将该信号阻塞，将其“抓住”，再在解除阻塞的时候立即调用pause函数挂起期待。这样即便在调用alarm就失去CPU，也能够在过程从新取得CPU时将抓到的SIGALRM信号从新“放进去”，并将之后的pause函数唤醒。
但在解除阻塞与pause期待挂起信号之间，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零碎提供的sigsuspend函数就具备这个性能。所以，在时序要求比拟严格的场合下都应该应用sigsuspend函数，而非pause函数。
函数原型：
int sigsuspend(const sigset_t *mask);
函数作用：
挂起期待信号；
函数参数：
mask，传入参数，sigsuspend函数调用期间，过程信号屏蔽字由参数mask指定。
具体用法：可将某个信号（如SIGALRM）从长期信号屏蔽字mask中删除，也就是在调用sigsuspend函数时对该信号解除屏蔽，而后挂起期待信号。但咱们此时曾经扭转了过程的信号屏蔽字，所以调用完sigsuspend函数之后，应将过程的信号屏蔽字复原原样。
1#include <unistd.h> 2#include <signal.h> 3#include <stdio.h> 4 5void sig_alrm(int signo) 6{ 7 /* nothing to do */ 8} 910unsigned int mysleep(unsigned int nsecs)11{12 struct sigaction newact, oldact;13 sigset_t newmask, oldmask, suspmask;14 unsigned int unslept;1516 //1.为SIGALRM设置捕获函数，一个空函数17 newact.sa_handler = sig_alrm;18 sigemptyset(&newact.sa_mask);19 newact.sa_flags = 0;20 sigaction(SIGALRM, &newact, &oldact);2122 //2.设置阻塞信号集，阻塞SIGALRM信号23 sigemptyset(&newmask);24 sigaddset(&newmask, SIGALRM);25 sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask); //信号屏蔽字 mask2627 //3.定时n秒，到时后能够产生SIGALRM信号28 alarm(nsecs);2930 /*4.结构一个调用sigsuspend长期无效的阻塞信号集，31 * 在长期阻塞信号集里解除SIGALRM的阻塞*/32 suspmask = oldmask;33 sigdelset(&suspmask, SIGALRM);3435 /*5.sigsuspend调用期间，采纳长期阻塞信号集suspmask替换原有阻塞信号集36 * 这个信号集中不蕴含SIGALRM信号,同时挂起期待，37 * 当sigsuspend被信号唤醒返回时，复原原有的阻塞信号集*/38 sigsuspend(&suspmask); 3940 unslept = alarm(0);41 //6.复原SIGALRM原有的解决动作，响应后面正文142 sigaction(SIGALRM, &oldact, NULL);4344 //7.解除对SIGALRM的阻塞，响应后面正文245 sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL);4647 return(unslept);48}4950int main(void)51{52 while(1){53 mysleep(2);54 printf("Two seconds passed\n");55 }5657 return 0;58}可重入函数/不可重入函数
一个函数在被调用执行期间尚未调用完结的时候，因为某种时序，该函数又被反复调用，这种状况称为「重入」。如果从信号处理程序返回，则继续执行过程断点处的失常指令序列，从从新复原到断点从新执行的过程中，函数所依赖的环境没有产生扭转，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，也不能应用malloc、free。
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