Linux中pause函数怎么用

共计 3436 个字符，预计需要花费 9 分钟才能阅读完成。

这篇文章主要为大家展示了“Linux 中 pause 函数怎么用”，内容简而易懂，条理清晰，希望能够帮助大家解决疑惑，下面让丸趣 TV 小编带领大家一起研究并学习一下“Linux 中 pause 函数怎么用”这篇文章吧。

##pause 函数

函数原型：

int pause(void);

函数作用：

进程调用 pause 函数时，会造成进程主动挂起(处于阻塞状态，并主动放弃 CPU)，并且等待信号将其唤醒。

返回值：

我们知道，信号的处理方式有三种：1. 默认动作;2. 忽略处理;3.   捕捉。进程收到一个信号后，会先处理响应信号，再唤醒 pause 函数。于是有下面几种情况：

如果信号的默认处理动作是终止进程，则进程将被终止，也就是说一收到信号进程就终止了，pause 函数根本就没有机会返回;

如果信号的默认处理动作是忽略，则进程将直接忽略该信号，相当于没收到这个信号，进程继续处于挂起状态，pause 函数不返回;

如果信号的处理动作是捕捉，则进程调用完信号处理函数之后，pause 返回 -1，errno 设置为 EINTR，表示“被信号中断”。

pause 收到的信号不能被屏蔽，如果被屏蔽，那么 pause 就不能被唤醒。

因为 alarm 函数可以在设定的时间之后发送 SIGALRM 信号，pause 函数又可以将进程挂起等待信号，则二者结合可以自己写一个 sleep 函数，如下：

 #include  unistd.h  #include  signal.h  #include  stdio.h  void sig_alrm(int signo) { /* nothing to do */ } unsigned int mysleep(unsigned int nsecs) { unsigned int unslept; signal(SIGALRM,  sig_alrm); unslept = alarm(nsecs); pause(); return unslept; } int main(void) { while(1){ mysleep(2); printf(Two seconds passed\n  } return 0; }

## 时序竞态前导例

在讲时序竞态具体现象之前，我们先来看一个生活中常见的场景：

想午睡 10 分钟，于是定了个 10 分钟的闹钟，希望 10 分钟后闹钟将自己叫醒。

正常情况：定好闹钟，午睡，10 分钟后闹钟叫醒自己;

异常情况：定好闹钟，躺下睡觉 2 分钟，被同学叫醒去打球，打了 20 分钟后回来继续睡觉。但在打球期间，闹钟早就响过了，将不会再唤醒自己。

这个例子与之后要讲的时序竞态有很大的相似之处。

## 时序竞态问题分析

我们再回过头来看上面所写的 mysleep 程序。这个函数有可能是下面的时序：

SIGALRM 默认动作是终止进程，因此我们要将其捕捉，对 SIGALRM 注册信号处理函数;

调用 alarm(1)函数定时 1 秒钟;

alarm(1)调用结束，定时器开始计时。就在这时，进程失去 CPU，进入就绪态等待 CPU(相当于被同学叫醒去打球)。失去 CPU 的方式有可能是内核调度了优先级更高的进程取代了当前进程，使得当前进程无法获得 CPU;

我们知道，alarm 函数如果采用自然定时法的话，定时器将一直计时，与进程状态无关。于是，1 秒后，闹钟定时时间到，内核向当前进程发送 SIGALRM 信号。高优先级进程尚未执行完毕，当前进程仍然无法获得 CPU，继续处于就绪态，信号无法处理(处于未决状态);

优先级高的进程执行完毕，当前进程获得 CPU 资源，内核调度回当前进程执行。SIGALRM 信号递达，并被进程处理;

信号处理完毕后，返回当前主控流程，并调用 pause()函数，挂起等待 alarm 函数发送的 SIGALRM 信号将自己唤醒;

但实际 SIGALRM 信号已经处理完毕，pause()函数永远不会等到。

## 解决时序竞态问题

通过以上时序分析，我们可以看出，造成时序竞态的原因就是 SIGALRM 信号在进程失去 CPU 的时候就已经发送过来。为了防止这个现象出现，我们可以先将该信号阻塞，将其“抓住”，再在解除阻塞的时候立刻调用 pause 函数挂起等待。这样即使在调用 alarm 就失去 CPU，也可以在进程重新获得 CPU 时将抓到的 SIGALRM 信号重新“放出来”，并将之后的 pause 函数唤醒。

但在解除阻塞与 pause 等待挂起信号之间，还是有可能失去 CPU，除非将这两个步骤做成一个“原子操作”。Linux 系统提供的 sigsuspend 函数就具备这个功能。所以，在时序要求比较严格的场合下都应该使用 sigsuspend 函数，而非 pause 函数。

函数原型：

int sigsuspend(const sigset_t *mask);

函数作用：挂起等待信号;

函数参数：mask，传入参数，sigsuspend 函数调用期间，进程信号屏蔽字由参数 mask 指定。

具体用法：可将某个信号 (如 SIGALRM) 从临时信号屏蔽字 mask 中删除，也就是在调用 sigsuspend 函数时对该信号解除屏蔽，然后挂起等待信号。但我们此时已经改变了进程的信号屏蔽字，所以调用完 sigsuspend 函数之后，应将进程的信号屏蔽字恢复原样。

 #include  unistd.h  #include  signal.h  #include  stdio.h  void sig_alrm(int signo) { /* nothing to do */ } unsigned int mysleep(unsigned int nsecs) { struct sigaction newact, oldact; sigset_t newmask, oldmask, suspmask; unsigned int unslept; //1. 为 SIGALRM 设置捕捉函数，一个空函数  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 SIGALRM 信号  sigemptyset(newmask); sigaddset(newmask, SIGALRM); sigprocmask(SIG_BLOCK,  newmask,  oldmask); // 信号屏蔽字  mask //3. 定时 n 秒，到时后可以产生 SIGALRM 信号  alarm(nsecs); /*4. 构造一个调用 sigsuspend 临时有效的阻塞信号集， *  在临时阻塞信号集里解除 SIGALRM 的阻塞 */ suspmask = oldmask; sigdelset(suspmask, SIGALRM); /*5.sigsuspend 调用期间，采用临时阻塞信号集 suspmask 替换原有阻塞信号集  *  这个信号集中不包含 SIGALRM 信号, 同时挂起等待， *  当 sigsuspend 被信号唤醒返回时，恢复原有的阻塞信号集 */ sigsuspend(suspmask); unslept = alarm(0); //6. 恢复 SIGALRM 原有的处理动作，呼应前面注释 1  sigaction(SIGALRM,  oldact, NULL); //7. 解除对 SIGALRM 的阻塞，呼应前面注释 2  sigprocmask(SIG_SETMASK,  oldmask, NULL); return(unslept); } int main(void) { while(1){ mysleep(2); printf(Two seconds passed\n  } return 0; }

## 可重入函数 / 不可重入函数

一个函数在被调用执行期间尚未调用结束的时候，由于某种时序，该函数又被重复调用，这种情况称为「重入」。如果从信号处理程序返回，则继续执行进程断点处的正常指令序列，从重新恢复到断点重新执行的过程中，函数所依赖的环境没有发生改变，就说这个函数是可重入的，反之就是不可重入的。

如果要将函数做成可重入函数，则函数内不能含有全局变量及 static 变量，也不能使用 malloc、free。

以上是“Linux 中 pause 函数怎么用”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道！