Linux模擬實(shí)現(xiàn)sleep函數(shù)

更新時(shí)間：2017年04月27日 16:19:36 作者：Hyacinth_Dy

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Linux模擬實(shí)現(xiàn)sleep函數(shù)，讓程序休眠一定的秒數(shù)，到時(shí)間后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行

先來說說工作原理，linux中的sleep函數(shù)能夠讓程序休眠一定的秒數(shù)，到時(shí)間后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。

實(shí)現(xiàn)思路

設(shè)定睡眠的秒數(shù)
睡眠（掛起）
恢復(fù)運(yùn)行

實(shí)現(xiàn)機(jī)制

設(shè)定睡眠的秒數(shù)：采用alarm()函數(shù)設(shè)定需要睡眠的秒數(shù)，到時(shí)間后鬧鐘會(huì)發(fā)送SIGALRM信號(hào)給當(dāng)前進(jìn)程。但SIGALRM信號(hào)的默認(rèn)操作是終止進(jìn)程，所以我們需要對(duì)SIGALRM信號(hào)進(jìn)行自定義處理。
睡眠：pause()函數(shù)會(huì)讓當(dāng)前進(jìn)程掛起，直到收到信號(hào)才會(huì)出錯(cuò)返回。

示例程序代碼：模擬實(shí)現(xiàn)sleep使當(dāng)前進(jìn)程每2秒打印”hello yingying\n”

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
void handler(int signo)//由于程序在睡眠期間什么也不做所以自定義處理函數(shù)不執(zhí)行任何操作
{
}
int mysleep(int time)
{
 sigset_t set;
 sigemptyset(&set);
 struct sigaction act;
 struct sigaction oact;
 act.sa_handler = handler;//自定義處理函數(shù)
 act.sa_mask = set;
 act.sa_flags = 0; 
 sigaction(SIGALRM,&act,&oact);//捕捉鬧鐘信號(hào)自定義處理動(dòng)作
 alarm(time);//time秒后給進(jìn)程發(fā)送信號(hào)
 pause();//掛起進(jìn)程
 int _time = alarm(0);//如果程序被提前喚醒取消鬧鐘
 sigaction(SIGALRM,&oact,NULL);//恢復(fù)捕捉信號(hào)的原始狀態(tài)
 return _time;
}
int main()
{
 while(1)
 {
 printf("hello yingying\n");
 mysleep(2);
 }
 return 0;
}

問題分析

上述代碼在看似沒有問題可以實(shí)現(xiàn)我們需要的結(jié)果，但是帶多執(zhí)行流下仍可以正常運(yùn)行嗎？例如在設(shè)定了鬧鐘后當(dāng)前進(jìn)程被切換出去，等再切換回來鬧鐘已經(jīng)響過了，那么當(dāng)前進(jìn)程就會(huì)被永遠(yuǎn)掛起。所以我們需要優(yōu)化上面的程序。

.優(yōu)化方案一：
1.屏蔽SIGALRM信號(hào)
2.alarm(time)
3.解除屏蔽SIGALRM信號(hào)
4.pause()

.優(yōu)化方案二：
1.屏蔽SIGALRM信號(hào)
2.alarm(time)
3.pause()
4.解除屏蔽SIGALRM信號(hào)

這兩種方案大家思考一下可行嗎？應(yīng)該選哪個(gè)呢？

方案選擇

對(duì)于方案一：如果進(jìn)程在解除屏蔽之后，pause()之前的的間隙被切走仍會(huì)造成同樣的問題，進(jìn)程也可能被永遠(yuǎn)掛起。
對(duì)于方案二：程序掛起之后，鬧鐘信號(hào)被屏蔽，一直處于未決狀態(tài)，程序無法收到信號(hào)，進(jìn)程也就會(huì)被一直掛起。所以方案二是不可以選擇的。
對(duì)于方案一我們可以改進(jìn)，使解除阻塞與掛起成為一個(gè)原子操作這樣就可以解決我們的問題了。

解決問題

像方案一這種由時(shí)序問題導(dǎo)致程序出現(xiàn)問題的情況成為競態(tài)條件。sigsuspend()函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)pause()函數(shù)的掛起功能，同時(shí)也能解決競態(tài)條件的問題。sigsuspend()函數(shù)的功能就是-“解除信號(hào)屏蔽”-“掛起進(jìn)程等待信號(hào)”-“執(zhí)行信號(hào)處理函數(shù)”- “出錯(cuò)返回”。所以sigsuspend()函數(shù)函數(shù)同pause()函數(shù)一樣只有出錯(cuò)返回值。在對(duì)程序時(shí)序要求比較嚴(yán)格的程序中一般使用sigsuspend()函數(shù)。

優(yōu)化后的程序代碼

#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;
}

這樣我們的sleep函數(shù)的模擬實(shí)現(xiàn)就完成了。

程序結(jié)果