時序競態
什么是時序競態？將同一個程式執行兩次，正常情況下，前后兩次執行得到的結果應該是一樣的，但由于系統資源競爭的原因，前后兩次執行的結果有可能得到不一樣的結果，這個現象就是時序競態，
pause函式
函式原型：
int pause(void);
函式作用：
行程呼叫pause函式時，會造成行程主動掛起（處于阻塞狀態，并主動放棄CPU），并且等待信號將其喚醒，
回傳值：
我們知道，信號的處理方式有三種：1. 默認動作；2. 忽略處理；3. 捕捉，行程收到一個信號后，會先處理回應信號，再喚醒pause函式，于是有下面幾種情況：
① 如果信號的默認處理動作是終止行程，則行程將被終止，也就是說一收到信號行程就終止了，pause函式根本就沒有機會回傳；
② 如果信號的默認處理動作是忽略，則行程將直接忽略該信號，相當于沒收到這個信號，行程繼續處于掛起狀態，pause函式不回傳；
③ 如果信號的處理動作是捕捉，則行程呼叫完信號處理函式之后，pause回傳-1，errno設定為EINTR，表示“被信號中斷”，
④ pause收到的信號不能被屏蔽，如果被屏蔽，那么pause就不能被喚醒，
因為alarm函式可以在設定的時間之后發送SIGALRM信號，pause函式又可以將行程掛起等待信號，則二者結合可以自己寫一個sleep函式，如下：
1#include <unistd.h>
2#include <signal.h>
3#include <stdio.h>
4
5void sig_alrm(int signo)
6{
7 /* nothing to do */
8}
9
10unsigned int mysleep(unsigned int nsecs)
11{
12 unsigned int unslept;
13
14 signal(SIGALRM, &sig_alrm);
15 unslept = alarm(nsecs);
16 pause();
17
18 return unslept;
19}
20
21
22int main(void)
23{
24 while(1){
25 mysleep(2);
26 printf("Two seconds passed\n");
27 }
28
29 return 0;
30}
時序競態前導例
在講時序競態具體現象之前，我們先來看一個生活中常見的場景：
想午睡10分鐘，于是定了個10分鐘的鬧鐘，希望10分鐘后鬧鐘將自己叫醒，
正常情況：定好鬧鐘，午睡，10分鐘后鬧鐘叫醒自己；
例外情況：定好鬧鐘，躺下睡覺2分鐘，被同學叫醒去打球，打了20分鐘后回來繼續睡覺，但在打球期間，鬧鐘早就響過了，將不會再喚醒自己，
這個例子與之后要講的時序競態有很大的相似之處，
時序競態問題分析
我們再回過頭來看上面所寫的mysleep程式，這個函式有可能是下面的時序：
-
SIGALRM默認動作是終止行程，因此我們要將其捕捉，對SIGALRM注冊信號處理函式；
-
呼叫alarm(1)函式定時1秒鐘；
-
alarm(1)呼叫結束，定時器開始計時，就在這時，行程失去CPU，進入就緒態等待CPU（相當于被同學叫醒去打球），失去CPU的方式有可能是內核調度了優先級更高的行程取代了當前行程，使得當前行程無法獲得CPU；
-
我們知道，alarm函式如果采用自然定時法的話，定時器將一直計時，與行程狀態無關，于是，1秒后，鬧鐘定時時間到，內核向當前行程發送SIGALRM信號，高優先級行程尚未執行完畢，當前行程仍然無法獲得CPU，繼續處于就緒態，信號無法處理（處于未決狀態）；
-
優先級高的行程執行完畢，當前行程獲得CPU資源，內核調度回當前行程執行，SIGALRM信號遞達，并被行程處理；
-
信號處理完畢后，回傳當前主控流程，并呼叫pause()函式，掛起等待alarm函式發送的SIGALRM信號將自己喚醒；
-
但實際SIGALRM信號已經處理完畢，pause()函式永遠不會等到，
解決時序競態問題
通過以上時序分析，我們可以看出，造成時序競態的原因就是SIGALRM信號在行程失去CPU的時候就已經發送過來，為了防止這個現象出現，我們可以先將該信號阻塞，將其“抓住”，再在解除阻塞的時候立刻呼叫pause函式掛起等待，這樣即使在呼叫alarm就失去CPU，也可以在行程重新獲得CPU時將抓到的SIGALRM信號重新“放出來”，并將之后的pause函式喚醒，
但在解除阻塞與pause等待掛起信號之間，還是有可能失去CPU，除非將這兩個步驟做成一個“原子操作”，Linux系統提供的sigsuspend函式就具備這個功能，所以，在時序要求比較嚴格的場合下都應該使用sigsuspend函式，而非pause函式，
函式原型：
int sigsuspend(const sigset_t *mask);
函式作用：
掛起等待信號；
函式引數：
mask，傳入引數，sigsuspend函式呼叫期間，行程信號屏蔽字由引數mask指定，
具體用法：可將某個信號（如SIGALRM）從臨時信號屏蔽字mask中洗掉，也就是在呼叫sigsuspend函式時對該信號解除屏蔽，然后掛起等待信號，但我們此時已經改變了行程的信號屏蔽字，所以呼叫完sigsuspend函式之后，應將行程的信號屏蔽字恢復原樣，
1#include <unistd.h>
2#include <signal.h>
3#include <stdio.h>
4
5void sig_alrm(int signo)
6{
7 /* nothing to do */
8}
9
10unsigned int mysleep(unsigned int nsecs)
11{
12 struct sigaction newact, oldact;
13 sigset_t newmask, oldmask, suspmask;
14 unsigned int unslept;
15
16 //1.為SIGALRM設定捕捉函式，一個空函式
17 newact.sa_handler = sig_alrm;
18 sigemptyset(&newact.sa_mask);
19 newact.sa_flags = 0;
20 sigaction(SIGALRM, &newact, &oldact);
21
22 //2.設定阻塞信號集，阻塞SIGALRM信號
23 sigemptyset(&newmask);
24 sigaddset(&newmask, SIGALRM);
25 sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask); //信號屏蔽字 mask
26
27 //3.定時n秒，到時后可以產生SIGALRM信號
28 alarm(nsecs);
29
30 /*4.構造一個呼叫sigsuspend臨時有效的阻塞信號集，
31 * 在臨時阻塞信號集里解除SIGALRM的阻塞*/
32 suspmask = oldmask;
33 sigdelset(&suspmask, SIGALRM);
34
35 /*5.sigsuspend呼叫期間，采用臨時阻塞信號集suspmask替換原有阻塞信號集
36 * 這個信號集中不包含SIGALRM信號,同時掛起等待，
37 * 當sigsuspend被信號喚醒回傳時，恢復原有的阻塞信號集*/
38 sigsuspend(&suspmask);
39
40 unslept = alarm(0);
41 //6.恢復SIGALRM原有的處理動作，呼應前面注釋1
42 sigaction(SIGALRM, &oldact, NULL);
43
44 //7.解除對SIGALRM的阻塞，呼應前面注釋2
45 sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL);
46
47 return(unslept);
48}
49
50int main(void)
51{
52 while(1){
53 mysleep(2);
54 printf("Two seconds passed\n");
55 }
56
57 return 0;
58}
可重入函式/不可重入函式
一個函式在被呼叫執行期間尚未呼叫結束的時候，由于某種時序，該函式又被重復呼叫，這種情況稱為「重入」，如果從信號處理程式回傳，則繼續執行行程斷點處的正常指令序列，從重新恢復到斷點重新執行的程序中，函式所依賴的環境沒有發生改變，就說這個函式是可重入的，反之就是不可重入的，
如果要將函式做成可重入函式，則函式內不能含有全域變數及static變數，也不能使用malloc、free，
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