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pause、jobs、setitimer(2)、system v ipc（day12）

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12/02
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一、pause()的使用

#include <unistd.h>

int pause(void);

功能：等待信号的到来

返回值：

-  错误   errno被设置

只有在信号处理函数执行完毕的时候才返回。

利用所学的知识，编码实现sleep函数的功能。

unsigned int psleep(unsigned int seconds);

代码参见    psleep.c

二、信号从产生到处理的全过程

、进程正在运行，按下ctrl+c键

、ctrl+c是硬件中断，使用进程切换到内核态。

、驱动程序将ctrl+c键解释为2号信号

、在内核态中将进程的PCB的2号信号设置为1.继续执行

、当进程从内核态回到用户态的时候，检测进程的PCB中有哪些信号到达？如果没有信号到达，直接切换回用户态。如果有信号到达，调用信号的相关处理函数。信号处理函数执行完毕的时候，调用sigreturn()返回到内核态。继续第五步。

三、可重入函数

信号处理函数的栈帧是私有的。

信号处理函数和进程的执行是异步的。

如果这两条执行路线出现对共享资源的竞争，这事就大了。

尽量避免竞争。

使我的函数尽量不去访问栈帧以外的资源。

如果函数中使用了全局变量、静态的局部变量、malloc的内存。那么这个函数就是不可重入函数。

可重入函数只能访问栈帧里的内容。如果这个函数只有地洞局部变量，那么这个函数就是可重入函数。

举例说明  信号处理函数和进程竞争共享资源。

代码参见  count.c

四、作业

进程组    有一个或多个进程

父进程    子进程     孙子进程

作业分为前台作业和后台作业，前台作业只有一个，后台作业有多个。

按键产生的信号只能发送给前台作业。

将前台作业转换为后台作业

ctrl+z

后台作业转换为前台作业

fg %作业号

在后台运行作业

bg  %作业号

查看后台作业

jobs

在作业启动的时候，直接将作业放到后台执行

作业&

补充一句：

子进程结束的时候，子进程向父进程发送SIGCHLD信号，父进程收到，就去收尸。

五、使用setitimer()设置计时器

系统计时器做了解

系统运行一个进程时候，进程消耗的时间包含三部分

用户时间    进程消耗在用户态的时间

内核时间    进程消耗在内核态的时间

睡眠时间    进程消耗在等待I/O、睡眠等不被调度的时间

内核为系统中的每个进程维护三个计时器

真实计时器   统计进程的执行时间

虚拟计时器   统计进程的用户时间

实用计时器   统计进程的用户时间和内核时间

这三个计时器除了统计功能以外，还可以按照自己的规则，以定时器的方式工作，向进程周期性的发送信号。

利用这个功能设计一个计时器

setitimer()

#include <sys/time.h>

int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,

                     struct itimerval *old_value);

功能：设置定时器的间隔值

参数：

which：

ITIMER_REAL：

ITIMER_VIRTUAL：

ITIMER_PROF：

new_value：指定了定时器的新值

old_value：保存了定时器的旧值

返回值：

  成功

-  错误  errno被设置

ITIMER_REAL：真实   SIGALRM

ITIMER_VIRTUAL：虚拟  SIGVTALRM

ITIMER_PROF：实用 SIGPROF

struct itimerval{

     struct timeval it_interval; /* next value */

        struct timeval it_value;    /* current value */

};

struct timeval{

     long tv_sec;                /* seconds */

        long tv_usec;               /* microseconds */

};

秒     微秒

1秒=1000毫秒

1毫秒=1000微秒

举例说明   编写代码实现定时器，起始时间是进程启动3秒，然后每隔0.5秒发送一个SIGALRM信号。

代码参见   timer.c

信号结束了

六、system v  IPC

 消息队列   共享内存     信号量集

在内核管理的内存，用于进程间通讯的内存，称为system v ipc object

操作系统需要管理这些对象。

如何查看当前系统里有哪些对象？

ipcs

在操作系统中这些对象，每一个都有自己的id。便于操作系统的管理。

在用户态需要获取这些对象的id。

获取这些对象的id。需要在用户态有一个键值（唯一的）

将键值和id绑定，这样就可以获取到对象的id。

如何获取这个键值？

ftok()

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

功能：获取system v ipc的一个键值  key

参数：

pathname：指定一个文件名，这个文件是存在的，可访问的

proj_id：必须是非0.取这个数的有效低8位。

返回值：

-  错误  errno被设置

返回一个key值。

举例说明  使用ftok()获取一个键值

代码参见ftok.c

消息队列

从系统中获取一个消息队列。如果系统里没有，创建消息队列，将这个消息队列的id给我返回。如果有这个消息队列，返回id即可。

msgget()

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/msg.h>

int msgget(key_t key, int msgflg);

功能：获取一个消息队列的id

参数：

key：ftok（）的返回值

msgflg：

IPC_CREAT：如果不存在创建，存在，不创建

 IPC_EXCL：如果和IPC_CREAT一起指定，存在的时候，报错。

mode：指定了消息队列的权限

返回值：

-   错误  errno被设置

返回消息队列的id

举例说明  使用msgget()从内核获取消息队列

代码参见msgget.c

向消息队列中发送消息和从消息队列获取消息

msgsnd()

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/msg.h>

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, \

        size_t msgsz, int msgflg);

功能：向消息队列发送消息

参数：

msqid：指定了存放消息的消息队列的id。

msgp：指向了消息的地址

msgsz：指定了消息内容的长度

msgflg：

IPC_NOWAIT：非阻塞

   阻塞

返回值：

成功

-  失败   errno被设置

将一份拷贝追加到消息队列中

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp,\

     size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);

功能：从消息队列接收消息

参数：

msqid：指定了消息队列的id

msgp：指向了消息的地址

msgsz：指定了消息内容的长度

msgtyp：指定了消息的类型

msgflg：

IPC_NOWAIT：没有消息的时候，立即返回错误   errno被设置

    没有消息的时候，阻塞等待

返回值：

-  失败   errno被设置

成功  返回实际拷贝到mtext中的字节数。

需要用户自定义这个类型

struct msgbuf {

        long mtype;       /* message type, must be > 0 */

        char mtext[];    /* message data */

};

typedef struct msgbuf msgb_t;

msgb_t *st=malloc(sizeof(msgb_t)+strlen(mtext)-);

st->mtext

举例说明    两个进程通过消息队列实现进程间的通讯。

代码参见   send.c   recv.c

总结：

一、pause(）函数的使用

二、信号从产生到处理的整个过程

三、可重入函数

四、作业  前台作业和后台作业

五、使用setitimer()实现定时器

六、进程间通讯    system v ipc

消息队列

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