小知识点

printf

当printf接收到字符串时候，第一件事情把字符串复制到一个char数组（缓冲区）里，当这个数组遇到特定字符，比如’\n’字符，回车或者装满等，就会把字符写到屏幕终端；
而当我们把printf重定向到文件时候，如果printf函数遇到’\n’字符，并不会立即把字符写到文件里，这是printf函数将字符重定向到屏幕和文件的重要区别；
当./myfork>tmp这个进程执行到fork的时候，printf里的缓冲区数据还没有刷新到tmp文件中，就被fork函数复制了，同时printf的缓冲区也被复制了一份一模一样的出来。
fork就是将进程的地址空间完全复制一份（不是100%复制，除了少数几个地方），实际是在复制完成后，操作系统直接给fork出来的子进程把它赋值成0，这是子进程fork函数返回0的原因。

wait函数

子进程在死的时候会通知父亲（给父进程发signal），所以父进程只要处理好子进程的通知就行了，用到的是wait函数。
//参数保存子进程的通知码，返回-1表示没有子进程或者错误，否则返回子进程的进程id号
pid_t wait(int *status);

waitpid函数

waitpid函数和wait函数功能都是一样的，都是用来获取子进程的状态；
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int option);

参数pid
• pid>0,表示waitpid只等待子进程pid
• pid=0,表示waitpid等待和当前调用waitpid一个组的所有子进程
• pid=-1,表示等待所有子进程pid
• pid 小于-1,表示等待组id=|pid|(pid绝对值)的所有子进程pid

因此调用wait(&status)实际上就是调用waitpid(-1,&status,0);
其中参数status描述的是子进程的退出状态，它包含了不止一种信息，可以通过宏来判断status到底属于哪种信息；

status分成下面四类
• 1.进程正常退出
• 2.进程被信号终止
• 3.进程被暂停执行
• 4.进程被恢复执行

由4个宏函数判断是哪一种，分别是WIFEXITED(status)、WIFSIGNALED(status)、WIFSTOPPED(status)、WIFCONTINUED(status)，这些能从宏函数名字里面看到（exit，signaled，stopped，continued），这种实现技巧实际上是归因于status不同比特位代表了不同含义。
waitpid能否收到状态3(stopped)和4(continued),是取决于options参数的。

signal函数

#include<signal.h>typedef void (*sighandler_t)(int)sighandler_t signal(int signum,sighanlder_t handler);

其第二个参数是个函数指针。一般来说，参数里有函数指针的函数，称之为’注册’函数,而指针指向的那个函数，称之为’回调函数’。
所以signal函数可以称为信号注册函数，你注册了指定的函数，你的函数就可以被回调了。回调的意思是不需要亲自调用，而是由别人(一般来说是操作系统)调用。
系统为我们提供2个宏，分别是SIG_DFL(default)和SIG_IGN(ignore).如果handler被指定为SIG_DFL,系统将为该信号指定默认的信号处理函数；如果handler被指定为SIG_IGN,系统将忽略该信号。实际上在启动时候，所有信号处理函数都被指定为默认或者忽略；
如果需要指定自己编写的信号处理函数，你的函数格式必须是 void func(int)这种形式，函数的名字可以随便，但是参数和返回值不能随便改
参数：signum
signal的第一个参数指示了你需要捕捉哪个信号
返回值：
signal的返回值表示旧的信号处理函数。如果返回值等于SIG_ERR说明注册失败。

信号的不可靠性

1-31号被称为standard signals，也就是标准信号。32-64被称为real-time signals,也就是实时信号。

不可靠性:如果同时来了很多信号，而且还没来得及处理，这些相同的信号会被合并成一个信号。而实时信号就没有这个问题，只要来一次，就会处理一次。

可重入函数

线程安全的函数一种可重入的函数。
如：

int a=0; //全局变量int fun(){++a;return a;]

当执行fun（）函数的return a的时候（假设a此时值已经为1），你的代码突然由于信号的打断跳转到另一段代码执行。然而十分不巧的是，那段代码把fun函数执行了一遍，此时a的值是2.当重新回到你的代码时，你的fun函数返回值已经不是你期望的1，而是2；
产生这种现象的原因是，该函数引用了全局变量a;
除此之外，使用局部静态变量也会出现这个问题。我们把所有引用了全局变量或者静态变量的函数，称为不可重入函数，不可重入函数都不是信号安全的，也不是线程安全的。
如果一个函数对于信号处理来说是可冲入的，那么称为异步信号安全函数。

线程安全的函数不一定是异步信号安全的

如果一个函数中使用了不可重入函数，那么该函数也会变成不可重入函数。这意味着在信号处理函数中不能使用不可重入函数。
有很多C和Linux系统调用都是不可重入函数，比如malloc、getpwdnam。很多标准IO函数都是不可重入的，因为这些函数使用了缓冲区。

不可重入导致的bug

alarm函数

unsigned int alarm(unsigned int seconds)
alarm参数作用是设定多少秒之后给本进程发送sigalrm信号，返回值表示上一次设定的定时炸弹还有多少秒的时间会爆炸(同时会取消上一次还没来得及爆炸的定时炸弹)

异步IO控制块aiocb

#include<aiocb.h>struct aiocb{    int aio_fildes;//文件描述符    off_t aio_offsets;//文件偏移    volatile *aio_buf;// 缓冲区长度    size_t aio_nbytes; //传输的数据长度    int aio_reqprio;//请求优先级    struct sigevent aio_sigevent;   //通知方法    int aio_lio_opcode; //仅被lio_listio()函数调用}

aio_fildes:fildes就是file description的缩写，相当于使用read或者write函数时第一个参数fd，表示想操作那个文件描述符上的IO

aio_offset:文件偏移指针，表示你想从文件哪个位置开始操作，如你要从文件中第10个字节开始读，那这里就设置成10

aio_buf:这个位置，缓冲区的地址

aio_nbytes:要传输多少字节的数据

aio_read

int aio_read(struct aiocb *aiocbp);
aio_read接受一个aiocb结构体对象的指针，通过参数aiocbp指针将请求送入到请求队列，他的参数相当于调用read(aio_fildes,aio_buf,aio_nbytes)的参数；
aio_read函数从文件的绝对偏移aiocbp->aio_offset开始读数据，它会忽略当前文件本身的文件偏移，返回0表示成功，-1失败，即请求未成功加入请求队列，此时会设置errno

int main(){    int fd,ret;    char buf[64];    //定义一个异步控制块结构;    struct aiocb my_aiocb;    //将所有成员清0;    bzero((char *)&my_aiocb,sizeof(struct aiocb));    my_aio.aio_buf=buf; //告诉内核，有数据就就放在这儿;    my_aio.aio_fildes=STDIN_FILENO; //告诉内核，想从标准输入读数据;    my_aio.aio_nbytes=64; //告诉内核，缓冲区大小只有64;    my_aio.aio_offset=0; //告诉内核，从偏移为0的地方开始读;    //发起异步读操作，立即返回。你并不知道何时buf中会有数据    //将请求放到请求队列中    ret=aio_read(&my_aiocb);    if(ret<0)    ERR_EXIT("aio_read");    //不断的检查异步读的状态，如果返回EINPROGRESS,说明异步读还没有完成;    //轮询检查状态是一种很笨的方式，其实可以让操作系统用信号的方式来通知，或者让操作系统完成读后主动创建一个线程执行。    while(aio_error(&my_aiocb)==EINPROGRESS){        write(STDOUT_FILENO,".",1);        sleep(1);    }    //打印缓存区内容，你并不知道内核什么时候讲缓冲区内容复制到你的buf中；    printf("content:%s\n",buf);    return  0;]

当你调用aio_read或者aio_write等函数发起了异步读或者写时，内核就自己去干活了。如果不知道异步通知的方式，你就只能不断的询问内核：“读完没”

aio_error

实际上，它只是为了获得异步请求的状态，原型如下
int aio_error(const struct aiocb *aiocb);
返回值：

EINPROGRESS,异步请求还未完成
ECANCELED，异步请求被取消
0：请求完成；
>0的错误码,表示异步操作失败，该值相当于同步IO函数read、write出错时，并设置的errno变量；
aio_error是线程安全的；

aio_return

原型如下
//ssize_t可以理解为int类型
ssize_t aio_return( struct aiocb *aiocb);
该函数返回最终的异步请求状态
这个函数对于每个请求只能使用一次，而且要在aio_error返回值不是EINPROGRESS情况下使用
返回值：
如果异步操作完成，该函数返回值就相当于同步IO类型read write fsync或fdatasync等返回值
如果异步操作未完成使用它，结果就是未定义的。

lio_listio

int lio_listio(int mode,struct aiocb *const aiocb_list[],int nitems,struct sigevent *sevp);

mode:

值含义LIO_WAITlio_listio会堵塞，直到所有的异步io请求完成，此时sevp被忽略掉LIO_NOWAITio_listio会立即返回，当所有异步io请求完成，会异步通知，通知的方式由sevp指定，该参数可以为NULL，表示不需要异步通知

#include<aiocb.h>struct aiocb{    int aio_fildes;//文件描述符    off_t aio_offsets;//文件偏移    volatile *aio_buf;// 缓冲区长度    size_t aio_nbytes; //传输的数据长度    int aio_reqprio;//请求优先级    struct sigevent aio_sigevent;   //通知方法    int aio_lio_opcode; //仅被lio_listio()函数调用}

aiocb_list就是aiocb结构体指针的数组，nitems表示该数组的大小。在使用lio_listio函数时候，需要将aiocb中的aio_lio_opcode成员赋值，该成员告诉内核发起的是何种异步IO操作。
aio_lio_opcode的值可以为

值含义LIO_READ发起异步读操作LIO_WRITE发起异步写操作LIO_NOP表示忽略掉该aiocb

异步通知aio_sigevent

union signal{    int sigval_int;    void * sival_ptr;};

struct sigevent{    int sigev_notify;  //通知方式    int sigev_signo; //通知所用的信号，可以自己指定，比如SIGUSR1    union sigval sigev_value;   //通知附带的数据    pid_t sigev_notify_thread_id;  //通知线程    void (*sigev_notify_function)(union sigval);   //线程通知函数    void *sigev_notify_attributes;//通知线程的属性，一般指定为pthread_attr_t结构的地址    //这个成员仅仅用于sigev_thread_id通知方式    pid_t sigev_notify_thread_id;}