CSAPP Shell Lab

2020-12-26 23:31:50 阅读：318 来源： 互联网

标签：CSAPP Shell int pid 阻塞 Lab 终止信号进程

知识总结

一、异常和进程
1、异常，中断的一种类型：
在这里插入图片描述
故障：错误引起，如缺页，除0
陷阱：”故意的异常“，目的是使用系统调用
终止：致命错误，如硬件损坏

2、创建子进程 —— fork()函数：
作用：创建子进程，返回两次，父进程返回创建子进程的pid，子进程返回0

3、僵尸进程：
进程有三种状态：运行、停止、终止；进程终止时仍占用系统资源，终止但未被回收的子进程成为僵尸进程。
子进程的回收交由父进程执行，接收子进程的退出状态，内核删除其信息；如果父进程先于子进程终止，则交由所有进程的祖先–init负责回收。
创建僵尸进程：

  if (fork() == 0){
       cout << "child PID = "<<getpid() <<endl;
       exit(0);  //子进程将成为僵尸进程
    }
      else {
        cout << "parent PID = " << getpid() << endl;
        while(1) ;
    }

在这里插入图片描述
可以用kill + 进程号杀死父进程，init()会回收子进程

4、避免僵尸进程——>进程的回收,wait()和waitpid()
（1）wait:
int wait(int *child_status)
作用：挂起当前进程，直到一个子进程终止，返回子进程的pid，不能明确指定等待哪个子进程退出。
（2）waitpid:
默认挂起调用进程的执行，直到等待集合中的一个子进程终止，返回终止子进程的进程号。
当回收完所有子进程后，waitpid会将errno设置为ECHILD。

pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
//pid： (1)若>0,等待集合是一个单独的子进程，进程ID等于pid;(2)-1,则等待集合是由父进程的所有子进程
/*status:一般传地址(&status)，可用几个宏检查子进程退出的状态信息
(1)WIFEXITED:子进程通过调用exit()正常终止
...
/*options:默认写0，也可以填写下面的宏修改默认行为
(1)WNOHANG:若等待集合中的任何子进程都没有终止，则立即返回
(2)WUNTRACED:挂起调用进程，直到集合中一个进程终止，或集合中一个被停止的进程收到SIGCONT信号开始重新执行
*/

进程回收示例：

   pid_t pid;
    int status;
    if(fork()==0)
    {
        cout << getpid() <<endl;
        exit(0);
    }
    //子进程被回收
    while(pid = waitpid(-1,&status,0) > 0)
    {
        if(WIFEXITED(status))cout << "OK" <<endl;//如果子进程通过exit()正常终止
    }
    printf("I am father");
    while(1);

二、信号
1、什么是信号？ linux的一种提醒机制，windows下称为消息
常用信号：
在这里插入图片描述

2、待处理信号与阻塞信号：
待处理信号：发生但没有被接收的信号
阻塞信号：阻塞的信号不会被进程接收，直到进程取消阻塞

3、注册信号处理程序：

void SIGINT_handler( int sig){
   printf("Hello World!\n");
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
  //注册SIGINT信号处理函数
  if (signal(SIGINT, SIGINT_handler) == SIG_ERR)
      printf("signal error!\n");
  while(1);
}

在这里插入图片描述

4、信号阻塞
（1）内核默认则塞与当前正在处理信号类型相同的待处理信号
（2）sigprocmask：改变当前阻塞的信号集合，具体取决于how

 int sigprocmask(int how,const sigset_t*set,sigset_t *oldset);

新信号集取决于set与oldset，how有三种取值
1、SIG_BLOCK：向阻塞信号集合中添加信号
2、SIG_UNBLOCK：在阻塞集合中去除信号
3、SIG_SETMASK：阻塞集合 = 信号

示例：

//使用sigprocmask阻塞SIGINT信号，效果为ctrl+C进程不会终止
void SIGINT_handler( int sig){
   printf("Hello World!\n");
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
  sigset_t mask, prev_mask;
  sigemptyset(&mask);
  sigaddset(&mask,SIGINT);
  sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask,&prev_mask);
  while(1){};
}

5、管道与进程组
（1）作业：指对shell命令行进行求值而创建的进程
（2）管道：‘|’操作符，作用为连接两个进程，将左边进程的输出作为右边进程的输入
（3）进程组：linux系统会为每个作业创建一个单独的进程组

7、编写并发程序的几个tips
（1）使用异步信号安全的函数，如write
（2）保存和恢复errno
（3）在访问共享数据结构时，阻塞所有的信号
（4）用volatile声明全局变量：
编译器为了提高执行速度，一般会将变量值缓存到寄存器中，对于多线程的程序，可能会导致修改不可见。使用volatile声明变量，则等同于告诉编译器不要在寄存器中缓存，多线程访问时都会从内存中读取。
（5）使用sig_atomic_t声明变量：保证对该变量的操作都是原子操作

8、利用SIGCHILD优化进程回收：
因为子进程终止会发送SIGCHILD信号给父进程，因此父进程当收到信号时再回收效率更高，不必显式等待，但需要注意，信号不会排队！。
在这里插入图片描述

9、如何消除竞争？
在一个场景中，父进程创建子进程需要addjob，子进程终止后父进程调用信号处理函数回deletejob，那么在addjob和deletejob之间存在竞争关系。
一种消除竞争的方法就是在fork()创建子进程前阻塞sigchild信号，在addjob之后再取消阻塞。

CSAPP shell Lab

标签：CSAPP,Shell,int,pid,阻塞,Lab,终止,信号,进程
来源： https://blog.csdn.net/ToryYang/article/details/109017840

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