Linux模拟实现sleep函数

Linux模拟实现sleep函数

先来说说工作原理，linux中的sleep函数能够让程序休眠一定的秒数，到时间后自动恢复运行。

实现思路

设定睡眠的秒数
睡眠（挂起）
恢复运行

实现机制

设定睡眠的秒数：采用alarm()函数设定需要睡眠的秒数，到时间后闹钟会发送SIGALRM信号给当前进程。但SIGALRM信号的默认 *** 作是杀死进程，所以我们需要对SIGALRM信号进行自定义处理。
睡眠：pause()函数会让当前进程挂起，直到收到信号才会出错返回。

示例程序代码：模拟实现sleep使当前进程每2秒打印”hello yingying\n”

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
void handler(int signo)//由于程序在睡眠期间什么也不做所以自定义处理函数不执行任何 *** 作
{
}
int mysleep(int time)
{
 sigset_t set;
 sigemptyset(&set);
 struct sigaction act;
 struct sigaction oact;
 act.sa_handler = handler;//自定义处理函数
 act.sa_mask = set;
 act.sa_flags = 0; 
 sigaction(SIGALRM,&act,&oact);//捕捉闹钟信号自定义处理动作
 alarm(time);//time秒后给进程发送信号
 pause();//挂起进程
 int _time = alarm(0);//如果程序被提前唤醒取消闹钟
 sigaction(SIGALRM,&oact,NULL);//恢复捕捉信号的原始状态
 return _time;
}
int main()
{
 while(1)
 {
 printf("hello yingying\n");
 mysleep(2);
 }
 return 0;
}

问题分析

上述代码在看似没有问题可以实现我们需要的结果，但是带 多执行流下仍可以正常运行吗？例如在设定了闹钟后当前进程被切换出去，等再切换回来闹钟已经响过了，那么当前进程就会被永远挂起。所以我们需要优化上面的程序。

.优化方案一：
1.屏蔽SIGALRM信号
2.alarm(time)
3.解除屏蔽SIGALRM信号
4.pause()

.优化方案二：
1.屏蔽SIGALRM信号
2.alarm(time)
3.pause()
4.解除屏蔽SIGALRM信号

这两种方案大家思考一下可行吗？应该选哪个呢？

方案选择

对于方案一：如果进程在解除屏蔽之后，pause()之前的的间隙被切走仍会造成同样的问题，进程也可能被永远挂起。
对于方案二：程序挂起之后，闹钟信号被屏蔽，一直处于未决状态，程序无法收到信号，进程也就会被一直挂起。所以方案二是不可以选择的。
对于方案一我们可以改进，使解除阻塞与挂起成为一个原子 *** 作这样就可以解决我们的问题了。

解决问题

像方案一这种由时序问题导致程序出现问题的情况成为竞态条件。sigsuspend()函数可以实现pause()函数的挂起功能，同时也能解决竞态条件的问题。sigsuspend()函数的功能就是-“解除信号屏蔽”-“挂起进程等待信号”-“执行信号处理函数”- “出错返回”。所以sigsuspend()函数函数同pause()函数一样只有出错返回值。在对程序时序要求比较严格的程序中一般使用sigsuspend()函数。

优化后的程序代码

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
void handler(int signo)
{
}
int mysleep(int time)
{
 sigset_t set,oset,susmask;
 sigemptyset(&set);
 sigaddset(&set,SIGALRM);
 sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,&oset);
 struct sigaction act;
 struct sigaction oact;
 act.sa_handler = handler;
 act.sa_mask = set;
 act.sa_flags = 0; 
 sigaction(SIGALRM,&act,&oact);
 alarm(time);
 susmask = oset;
 sigdelset(&susmask,SIGALRM);
 sigsuspend(&susmask);
 int _time = alarm(0);
 sigaction(SIGALRM,&oact,NULL);
 sigprocmask(SIG_BLOCK,&oset,NULL);
 return _time;
}
int main()
{
 while(1)
 {
 printf("hello yingying\n");
 mysleep(2);
 }
 return 0;
}

这样我们的sleep函数的模拟实现就完成了。

程序结果

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。