Linux下使用SIGALRM实现sleep详解

本文主要介绍了在Linux环境下如何实现`sleep`功能，并提供了详细的步骤解析以及一个简单的示例代码。文章涉及的关键技术包括Linux信号机制、`SIGALRM`信号、`alarm`系统调用和`pause`函数。 在Linux中，`sleep`函数通常用于使当前进程暂停指定的时间。然而，Linux内核本身并不直接提供`sleep`函数，而是通过信号机制来模拟这一行为。以下是使用`SIGALRM`信号和`alarm`、`pause`函数实现`sleep`的步骤： 1. 注册SIGALRM信号的处理函数：这通常通过`sigaction`函数完成，将自定义的信号处理函数（如`handler`）与SIGALRM信号关联。 2. 调用`alarm(nsecs)`：设定一个定时器，nsecs秒后发送SIGALRM信号给当前进程。 3. 调用`pause`函数：进程进入挂起状态，等待任何信号的到来。此时，内核可能会调度其他进程运行。 4. 闹钟超时：nsecs秒后，内核会向进程发送SIGALRM信号。 5. 处理未决信号：当进程从内核态返回用户态前，会处理所有未决信号，这里就是执行注册的`handler`函数。 6. 执行信号处理函数：在`handler`中，SIGALRM信号会被自动屏蔽，防止在处理函数内部再次触发相同信号。 7. 结束信号处理：处理函数完成后，SIGALRM信号的屏蔽自动解除，进程可以继续执行。 8. 使用`sigreturn`系统调用回到内核，然后返回用户态继续执行进程的后续代码。 示例代码展示了如何用C语言实现上述逻辑。`mysleep`函数实现了自定义的睡眠功能，它首先注册信号处理函数，然后调用`alarm`设定超时时间，接着调用`pause`挂起进程，最后在信号处理函数结束后恢复原先的信号处理方式并取消闹钟。 `pause`函数是一个重要的系统调用，它使进程暂停，直到收到一个信号。如果信号导致进程结束，`pause`不会返回；如果信号被忽略，进程将继续挂起；如果信号被捕获，`pause`会在信号处理函数执行完后返回-1，同时设置`errno`为EINTR。 `alarm`函数用于设置一个定时器，指定秒数后发送SIGALRM信号。调用`alarm(0)`可取消当前设置的闹钟。 `sigaction`函数用于设置或查询信号处理方式，它可以改变信号的默认行为，比如将信号处理设置为调用指定的处理函数。 这个实例详细讲解了如何利用Linux的信号机制实现类似`sleep`的功能，对于理解进程控制和信号处理有很好的参考价值。