Linux信号下

1. pause

#include <unistd.h>
    int pause(void);

调用pause函数的进程将一直堵塞到(即放弃cpu)有信号递达将其唤醒。

• 返回值：

• 如果信号的默认动作是终止进程，则进程终止。
• 如果信号的默认动作是忽略，继承基于处于挂起状态，pause不返回。
• 如果信号处理动作是捕捉，则信号处理函数调用结束，pause返回-1, errno设置为EINTR。
• pause接受到的信号被屏蔽，puase就将会永远不被唤醒。

• 实现sleep函数功能：alarm() + pause()

2.sigsuspend

#include <signal.h>
    int sigsuspend(const sigset_t *mask); // mask是临时的，在函数执行时有效

• 特点。这是一个原子操作，将设置mask指的屏蔽字 + 使得进程休眠（pause） 变成原子操作。可用来替代pause具有的时许竞争隐患。比如用alarm() + pause() 实现的sleep函数功能。
• 返回。和pause一样，无成功返回值。如果返回调用进程，返回-1，并且errno=EINTR。

alarm(secs);
    pause();

• 原因：
  如果在调用alarm之后，调用进程失去了cpu控制权，但是在cpu控制权回到这个进程之前alarm的计时时候到达，当cpu控制权回归调用进程时先处理SIGALRM信号，再调用pause函数，这就导致pause再也接受不到信号，因此这个进程就永远堵塞。
  
• 解决方案：使得sigsuspend(sus_mask) = alarm() + pause() 成为一个原子操作。

• 先使用sigprocmask设置信号屏蔽集合，使得cpu在sigsuspend之前不处理。
• 比如同样发生上述调用进程失去cpu控制权的情况，cpu控制权返回时，并不会先处理SIGALRM信号
• 因此到sigsuspend函数时，在这个函数的sus_mask中解除对SIGALRM的屏蔽，使得 信号处理函数的执行后直接返回，唤醒cpu（这是因为pause的堵塞导致）。

• 关键点:调用进程的堵塞原因

• 调用进程失去cpu的控制权
• 调用pause导致的cpu挂起

3.全局变量异步I/O

尽量避免使用全局变量。类似于多线程中的多个线程对同一个变量进行操作，很容易造成异常。

4.不可/可重入函数

• 定义可重入函数，函数内部不能含有全局变量或者static变量，以及malloc和free。
• 信号捕捉函数应该设计为可重入函数。
• 信号处理函数可以调用的可重入函数，参考 man 7 signal
• 其他大多是不可重入的，因为：

• 使用静态数据结构
• 调用malloc/free
• 是标准I/O函数

5.SIGCHLD

这是子进程向父进程发送的信号，那么可否利用这个信号来回收子进程？

• 要求

• 在父进程中注册对信号SIGCHLD的捕捉函数。
• 循环产生十个子进程
• 十个子进程在父进程前终止
• 能顺利回收十个子进程

• 信号处理函数
  

void exe_sigchld(int singo) {
        pid_t pid;
        int statloc;
        // 这里的while很关键
        while(pid = waitpid(0, &statloc, WNOHANG) > 0) {
            if(WIFEXITED(statloc))  
                printf("child process pid=%d, exited  status:%d.\n", pid, WEXITSTATUS(statloc));
            else if(WIFSIGNALED(statloc))
                printf("child process pid=%d, signaled stauts:%d.\n", pid, WTERMSIG(statloc)); 
        }
    }

上面都while处理很关键，不是if而是while，是因为：

• 对于多个子进程同时发送终止信号SINCHLD，父进程只调用一次信号处理函数。
• 如果是if那么进入一次信号处理函数，只能处理一个终止的子进程，那么对于同时终止的其他进程就无法处理，剩下的就只能成为僵死进程。
• 选用while就可以一次进入信号处理函数，但是可以处理多个终止的子进程。

6.信号传参

信号不能携带大量参数，实在有特殊需求时也可以。有相关的函数：

• 发送信号传参

#include <signal.h>
    int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
        
    union sigval {
        int   sival_int;
        void *sival_ptr;
    };

类似于kill,但是多了一个发送参数，可以作为数据发送。联合体sigval在跨进程传递数据时候不要使用指针，因此各个进程之间的虚拟地址不同，指针传参是为同一个进程准备的，跨进程传参使用的是int类型。

• 捕捉函数传参

#include <signal.h>
    int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
    struct sigaction {
        void     (*sa_handler)(int);        
        void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
        sigset_t   sa_mask;
        int        sa_flags;
        void     (*sa_restorer)(void);
    };

使用的结构体sigaction的第二项:sa_sigaction，此时sa_flags = SA_SIGINFO。

7.中断系统调用

系统调用分为二类：慢速系统调用和其他系统调用

• 慢速系统调用：可能会使进程永远堵塞的一类。如果在堵塞期间收到一个信号，该系统调用就会被中断，那么就不再被执行。也可以设定系统调用是否重启。这类函数诸如:read、write、pause、wait。
• 其他系统调用：getpid(), getppid(),fork()...

慢速系统调用被信号中断时的行为，和pause类似：

• 想中断pause，信号不能屏蔽
• 信号的处理方式必须是捕捉（默认和忽略都不可）
• 中断后返回-1，设置errno为EINTR

可修改sa_flags参数来设置被信号中断后系统调用是否重启。

• SA_RESTART:重启这个慢速调用函数比如：

• read被一个信号中断，处理完信号，read应该继续工作，所以需要重启。
• pause被信号中断就不需要重启，因为不影响。

• SA_NODEFER:不屏蔽待捕捉信号