Unix程序设计基础第三讲

1、Unix程序设计基础 第三讲2004-2-101Reviews of last class进程独立地址空间的指令序列五种状态基本状态：新建，就绪，运行，睡眠，僵死状态转换图进程ID，子进程，父进程Unix下的多进程编程fork与execve：进程的创建与程序的运行wait,waitpid：回收子进程的退出状态2Reviews of last class信号是Unix操作系统用来通知进程发生了某种事件的一种手段。也称为软件中断几个常用的信号信号编程signal与sigaction：改变信号动作alarm：设置闹钟不可重入函数：在函数返回之前不可再次被调用，如printf，malloc。3信号编程

2、（续）功能更强的改变信号动作函数：sigaction。解决早期signal函数的不可靠问题：在信号处理过程中再次收到这个信号怎么办？一般情况下用不到，请自己看书。发送信号函数kill与raise。函数原型：#include int kill(pid_t pid, int sig);int raise(int sig);4信号的发送kill给进程号为pid的进程发送一个sig信号pid 0：发送给进程ID为pid的进程pid = 0：发送给与自己同组，并且自己有权限向其发送的进程pid -1：发送给进程组ID为-pid的进程，并且自己有权限向其发送的进程pid = -1：所有自己有权限向其发送信

3、号的进程5信号的发送raise调用给自己发关一个sig信号。因此，raise(sig);等价于kill(getpid(), sig);发送信号的shell命令：kill。在默认情况下发送的是SIGTERM信号$ kill 12345 等价于 $ kill TERM 12345，都是向进程12345发送一个SIGTERM信号。$ kill KILL 12345，向进程12345发送一个SIGKILL信号6信号的屏蔽在一段时间内屏蔽掉某些信号，让当前进程接收不到这些信号。与忽略信号（remember？）不同，被屏蔽的信号会被保存起来（但不排队），在屏蔽解除后会被进程收到。注意一点：一般情况下用si

4、gnal函数设置信号动作，在某信号处理过程中，该信号是被屏蔽的。7实例：SIGCHLD信号不详细讲关于信号屏蔽的系统调用，因为不是很重要，而且内容太多。但我想通过一个例子来让大家了解信号屏蔽：某个进程通过调用fork创建多个子进程： for (i = 0; i n; i+) if (pid = fork() = 0) break; 8实例：SIGCHLD信号当父进程给束之前，必须调用wait来回收子进程的退出状态，如： for (i = 0; i 0) ; 13进程间通信（IPC）著名Unix与网络专家Richard Stevens，有多本Unix著作，本本经典。Advanced Progra

5、mming In the Unix Environment (APUE)TCP/IP Illustrated volume 1, 2, 3Unix Network Programming (UNP) volume 1, 21999年9月30号去世TT，UNP volume 3没有写完。14进程间通信（IPC）UNP volume 2：用了一本书来讲IPC所以，我不可能在半节课之内涵盖IPC的各个方面，只能讲一些最基本，也是最重要的：管道通信FIFO通信15管道通信最古老的Unix IPC工具，一个进程从管道一头写数据，另一个进程从管道另一头读数据。相通信方式是单向的。（演示shell下的管道通

6、信）先了解一下进程创建过程中文件描述字的继承。16单个进程打开两个文件17fork之后18管道通信创建管道pipe函数原型：#include int pipe(int fdes2); pipe函数成功后，内核打开两个文件描述字fdes0，fdes1。fdes0输入端，fdes1为输出端。19当进程调用了pipe20fork被调用后21两个进程分别关闭一个端22int main(void) pid_t pid; int fdes2; if (pipe(fdes) 0) perror(“pipe”); exit(1); if (pid = fork() 0) close(fdes0); write

7、(fdes1, “Hmmmmmmmmmmm”, 12); /* 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 */ else char buf4096; ssize_t n; close(fdes1) n = read(fdes0, buf, 4096); if (n = 0) bufn = 0; printf(“%sn”, buf); return 0;23管道破裂如果一个管道的读端已经关闭，进程还继续向写端写数据，如： pipe(fdes); close(fdes0); write(fdes1, “Let me die”, 10); 则进程会收到一个SIGPIPE信号，表示管道破裂。默认

8、动作为结束进程。读一个写端已经关闭的管道则read返回0。24FIFO通信FIFO是一种特殊设备文件，又称为有名管道。操作方法与普通文件相同。对于普通文件，我们可以从文件任一位置读数据，也可以从任一位置写数据；数据读完不会消失。但对FIFO来说，我们只能从文件头读数据，从文件尾写数据。数据被某进程读走之后就会消失。（实例演示）25FIFO相关的调用和shell命令创建设备文件FIFO：mkfifo 函数原型： #include #include int mkfifo(const char *, mode_t mode);shell命令： $ mkfifo m 0600 fifo126线程简介L

9、inux下的clone系统调用可以实现比fork更多的功能，比如让创建出来的子进程分享父进程的地址空间。习惯上把这些与父进程分享地址空间的子进程称为线程（Thread）。不同的系统对线程有不一样的定义，但相同之处是它比进程的开消小，因此也被称为是轻量级进程。27线程简介因为地址空间共享使得线程之间的通信非常方便，但必须特别注意数据一致性。Posix定了标准的线程接口，请参考UNP volume 1，Chapter 2328高级IOI/O的方式有很多种，我们之前使用的IO方式的特点是：单路：只能等待一个fd可读或可写阻塞：睡眠直到fd可读或可写同步：read和write必须结束才返回？因此有与之

10、对应的：多路：同时等待多个fd可读或可写非阻塞：fd不可读或不可写立即返回异步：I/O没有结束read和write也可返回29非阻塞I/O以非阻塞方式打开一个文件，如：fd = open(“love.txt”, O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);也可以用fcntl让一个已经打开的文件描述字变成非阻塞： flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0); fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);30非阻塞I/O对一个非阻塞的fd来说，如果它无数据可读，则read(fd, );返回-1，errno的值被置为EAGAIN；同样，如果它暂时

11、不可写，write(fd, );返回-1，errno=EAGAIN。（阻塞式I/O在这两种情况下都是等待）。注意：应当区为无数据可读与文件已经读到结尾。后者read返回0，无论阻塞否。非阻塞I/O经常与多路I/O配合使用。31多路I/O想像一个fd集合fdset，以及一个函数fun，我们指定：调用fun(fdset)进程进入睡眠，直到fdset中至少有一个fd可读，此时fun返回并把可读的fd保存在fdset中。这样做的好处是，我们可以同时从多个fd中等待数据，如果某一个可读我们就从中读取，否则就睡眠。32多路I/OUnix下就存在这种的一个fun，但它的功能更加强大。它就是select（在有的系统下为poll，Linux都支持） 函数原型：#include