LINUX下模拟实现sleep函数

LINUX下模拟实现sleep函数

      1.普通版本的mysleep函数

 1 #include  2 #include  3 #include  4   5 void myhandler(int sig)  6 {  7   8 }  9  10 int mysleep(int timeout) 11 { 12     struct sigaction act,oact; 13     act.sa_handler=myhandler; 14     act.sa_flags=0; 15     sigemptyset(&act.sa_mask); 16     sigaction(SIGALRM,&act,&oact); 17  18     alarm(timeout); 19     pause(); 20     int ret=alarm(0); 21     sigaction(SIGALRM,&oact,NULL); 22     return ret; 23 } 24  25 int main() 26 { 27     while(1) 28     { 29         mysleep(3); 30         printf("using mysleep!\n"); 31     } 32     return 0; 33 }

       2. 相关函数介绍

   （1）alarm函数

    #include<unistd.h>

    unsigned int alarm(unsigned int seconds)

alarm也称为闹钟函数。它可以在进程中设置一个定时器，当定时器指定的时间到时，它向进程发送SIGALRM信号。如果忽略或者不捕获此信号，则其默认动作是终止调用该alarm函数的进程。 

返回值：是0或者是以前设定的闹钟时间剩余的秒数。

如果seconds值为0,表示取消以前设定的闹钟,函数的返回值仍然是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。

   （2）sigaction

    #include <signal.h>

    int sigaction(int signo,const struct sigaction *act,struct sigaction *oact);

sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。

返回值：调用成功返回0；出错则返回-1.

signal是指定信号的编号。若act指针非空，则根据act修改该信号的处理动作。若oact指针非空，则通过oact创出该信号原来的处理动作；act和oact指向sigaction结构体。

将sa_handler赋值为常数SIG_IGN传给sigaction表示忽略信号；赋值为常数SIG_DFL表示执行系统默认动作,赋值为一个函数指针表示用自定义函数捕捉信号。 向内核注册了一个信号处理函数,该函数返回值为void,可以带一个int参数,通过参数可以得知当前信号的编号,这样就可以用同一个函数处理多种信号。显然,这也是一个回调函数,不是被main函数调用,而是被系统所调用。

sa_mask：进程的信号屏蔽字。如果在调用信号处理函数时,除了当前信号被自动屏蔽之外,还希望自动屏蔽另外一些信号,则用sa_mask字段说明这些需要额外屏蔽的信号,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字。

sa_flags：sa_flags字段包含一些选项,本文代码把sa_flags设为0。

sa_sigaction是实时信号的处理函数。

(3)pause

#include <unistd.h>

int pause(void);

pause函数使调用进程挂起直到有信号递达。

如果信号的处理动作是终止进程，则进程终止，pause函数没有机会返回；

如果信号的处理动作是捕捉，则调用了信号处理函数之后pause返回-1，error设置为EINTR，所以pause只有出错的返回值。错误码EINTR表示“被信号中断"。

3.竞态条件

在普通版本的mysleep程序中，我们设想的时序是

（1）注册SIGALRM信号的处理函数；

（2）调用alarm(n)设定闹钟；

（3）内核调度优先级更高的进程取代当前进程执行，并且优先级更高的进程有很多个，每个都要执行很长时间

（4）n秒钟之后闹钟超时了，内核发送SIGALRM信号给这个进程，处于未决状态；

（5）优先级更高的进程执行完，内核要调度回这个进程继续执行。SIGALRM信号递达，执行处理函数后再次进入内核；

（6）返回这个进程的主控制流程，alarm(n)返回，调用pause()挂起等待。

由于系统运行代码时并不会按照我们的思路走，虽然alarm(timeout)紧接着的下一行就是pause(),但是无法保证pause()一定会在调用alarm(timeout)之后的timeout秒之内被调用。

由于异步事件在任何时候都有可能发生,如果写程序时考虑不周密,就可能由于时序问题而导致错误。

由于时序问题而导致的错误，叫做竞态条件

只有将“解除信号屏蔽”和“挂起等待信号”两步合并成一个原子操作，才能避免由于竞态条件带来的错误。

sigsuspend函数正好可以完成这个功能。sigsuspend包含了pause的挂起等待功能，同时解决了竞态条件。

#include#include#includevoid myhandler(int sig){}int mysleep(int timeout){     struct sigaction act,oact;     sigset_t mask,omask,suspmask;     unsigned int unslept;     act.sa_handler=myhandler;     act.sa_flags=0;     sigemptyset(&act.sa_mask);     sigaction(SIGALRM,&act,&oact);     sigemptyset(&mask);     sigaddset(&mask,SIGALRM);     sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask,&omask);     alarm(timeout);     suspmask=omask;     sigdelset(&suspmask,SIGALRM);     sigsuspend(&suspmask);     int ret=alarm(0);     sigaction(SIGALRM,&oact,NULL);     sigprocmask(SIG_SETMASK,&omask,NULL);     return ret;}int main() {     while(1)    {        mysleep(3);       printf("using mysleep!\n");    }    return 0; }

运行结果：

注：和pause一样，sigsuspend没有成功返回值，只有执行一个信号处理函数之后sigsuspend才返回，返回值为-1，error设置为EINTR。

调用sigsuspend时，进程信号屏蔽字由sigmask参数指定，可以通过指定sigmask来临时解除对某个信号的屏蔽，然后挂起等待；当sigsuspend返回时，进程的信号屏蔽字恢复为原来的值，如果原来对该信号是屏蔽的，从sigsuspend返回后仍然是屏蔽的。