##计时赛什么是计时赛？执行同一个程序两次。正常情况下，两次执行的结果应该是一样的。但是由于系统资源的竞争，两次执行后可能会得到不同的结果。这种现象就是计时赛跑。##暂停函数函数原型：intpause(void);function功能：当进程调用pause函数时，会导致进程主动挂起（处于阻塞状态，主动让出CPU），等待信号将其唤醒。返回值：我们知道处理信号的方式有3种：1.默认动作；2.忽略处理；3.捕捉。进程收到信号后，会先处理响应信号，然后唤醒暂停函数。所以有以下几种情况：如果信号默认的处理动作是终止进程，则进程会终止，也就是说进程一收到信号就会终止，pause函数没有回归的机会；如果信号的默认处理动作是Ignore，进程会直接忽略信号，相当于没有收到信号，进程继续处于挂起状态，pause函数不返回；如果信号处理动作为捕获，则进程调用信号处理函数后，pause返回-1，errno设置为EINTR，表示“被信号中断”。pause接收到的信号无法屏蔽。如果被屏蔽了，pause是无法被唤醒的。因为alarm函数可以在设定的时间后发送SIGALRM信号，而pause函数可以挂起进程等待信号，两者结合可以自己写一个sleep函数，如下：#include#include<信号。h>#includevoidsig_alrm(intsigno){/*nothingtodo*/}unsignedintmysleep(unsignedintnsecs){unsignedintunslept;signal(SIGALRM,&sig_alrm);unslept=alarm(nsecs);pause();returnunslept;}intmain(void){while(1){mysleep(2);printf("Twosecondspassed\n");}return0;}##TemporaryRace初步例子在说计时race的具体现象之前，我们先来看一个生活中常见的场景：我想小睡10分钟，于是我定了一个10分钟的闹钟，希望闹钟能在10分钟后叫醒我。正常情况：定好闹钟，小睡一下，10分钟后自己醒来；异常情况：定好闹钟，躺下睡2分钟，被同学叫醒玩，玩了20分钟再睡。但在播放过程中，闹钟已经响起，不会再自行唤醒。这个例子和后面要讲的计时赛很相似。##TimingRace问题分析我们回头看看上面写的mysleep程序。这个函数可能有如下顺序：SIGALRM默认的动作是终止进程，所以我们需要捕获它，为SIGALRM注册一个信号处理函数；调用alarm(1)函数1秒；alarm(1)的调用结束，timer开始计时。此时进程失去CPU，进入就绪状态等待CPU（相当于被同学叫醒玩）。失去CPU的方式可能是内核调度了一个优先级更高的进程来替代当前进程，使得当前进程无法获得CPU；我们知道如果alarm函数采用自然计时方式，那么无论进程状态如何，定时器都会一直计时。因此，1秒后，闹钟时间到，内核向当前进程发送SIGALRM信号。高优先级进程还未执行，当前进程仍无法获得CPU，继续处于就绪状态，无法处理信号（处于挂起状态）；高优先级进程被执行，当前进程获得CPU资源，内核调度回当前进程执行。SIGALRM信号由进程传递和处理；处理完信号后，回到当前主控进程，并调用pause()函数，挂断等待alarm函数发送的SIGALRM信号唤醒自己；但是实际的SIGALRM信号已经被处理，pause()函数永远不会等到。##解决时序竞争问题通过上面的时序分析，我们可以看出，时序竞争的原因是进程失去CPU时，已经发送了SIGALRM信号。为了防止这种现象，我们可以先阻塞信号，“捕获”它，然后在阻塞解除时立即调用pause函数挂断等待。这样即使在调用alarm时CPU丢失了，也可以在进程重新获得CPU时再次“释放”捕捉到的SIGALRM信号，从而唤醒后续的pause函数。但是，在解除阻塞和pause等待挂起信号之间还是有可能丢掉CPU的，除非把这两个步骤做成“原子操作”。Linux系统提供的sigsuspend函数就有这个功能。因此，在时序要求严格的情况下，应该使用sigsuspend函数代替pause函数。函数原型：intsigsuspend(constsigset_t*mask);函数功能：暂停等待信号；函数参数：mask，传入参数，sigsuspend函数调用时，进程信号掩码字由参数mask指定。具体用法：可以将某个信号（如SIGALRM）从临时信号掩码wordmask中删除，即调用sigsuspend函数时对该信号进行unmask，然后挂起wait信号。但是此时我们已经改变了进程的信号掩码字，所以调用sigsuspend函数后，进程的信号掩码字应该恢复到原来的状态。#include#include#includevoidsig_alrm(intsigno){/*nothingtodo*/}unsignedintmysleep(unsignedintnsecs){structsigactionnewact,oldact;sigset_tnewmask,oldmask,suspmask;unsignedintunslept;//1。为SIGALRM设置捕获函数，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，阻塞信号SIGALRMsigemptyset(&newmask);sigaddset(&newmask,SIGALRM);sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask);//信号掩码字掩码//3.定时n秒，SIGALRM信号报警(nsecs)；/*4。构造临时有效阻塞信号集调用sigsuspend，*UnblockSIGALRMinthetemporaryblockingsignalset*/suspmask=oldmask;sigdelset(&suspmask,SIGALRM);/*5.在sigsuspend的调用过程中，使用临时阻塞信号集suspmask替换原来的阻塞信号集*该信号集不包含SIGALRM信号，同时挂起等待，*当sigsuspend被信号唤醒并返回时，恢复原来的阻塞信号集*/sigsuspend(&suspmask);unslept=alarm(0);//6.恢复原来SIGALRM的处理动作，呼应前面的注释1sigaction(SIGALRM,&oldact,NULL);//7.解除对SIGALRM的阻塞，与之前的评论相呼应2sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL);返回（未睡）；}intmain(void){while(1){mysleep(2);printf("Twosecondsspassed\n");}return0;}##reentrantfunction/non-reentrantfunction调用执行过程中没有调用过的函数有时，由于一定的时机，函数被重复调用。这种情况称为“重入”。在这个过程中，函数所依赖的环境没有发生变化，所以称函数是可重入的，否则就不是可重入的。如果要使函数可重入，则函数中不能包含全局变量和静态变量，也不能使用malloc或free。本文经授权转载自公众号“良墟Linux”。世界500强外企Linux开发工程师梁旭，在公众号分享大量Linux干货，欢迎关注！
