Unix程序设计基础第三讲.ppt

【Unix程序设计基础第三讲】 本讲主要涵盖了Unix操作系统中的进程管理和信号机制，这些都是Unix程序设计中的核心概念。 回顾上一节课的内容，我们学习了进程的基本概念。进程是操作系统中独立执行的实体，拥有自己的地址空间，包含了指令序列。在Unix中，进程有五个基本状态：新建、就绪、运行、睡眠和僵死。进程之间通过进程ID（PID）进行标识，可以有父子进程的关系。在Unix环境下，我们可以使用`fork()`创建新进程，`execve()`加载新的程序来替换当前进程的指令，以及`wait`和`waitpid`来回收子进程的退出状态。 接着，我们讨论了信号（Signal）在Unix中的作用。信号是一种操作系统向进程传递信息的方式，类似于软件中断。常见的信号包括SIGTERM（终止信号）和SIGKILL（强制杀死信号）。`signal()`和`sigaction()`函数用于改变信号的动作，其中`sigaction()`提供了更强大的功能，可以解决早期`signal()`函数的一些不可靠问题，如处理过程中的信号重入。`alarm()`函数则可以设置定时器，触发特定信号。 发送信号可以通过`kill()`和`raise()`函数实现。`kill()`函数根据指定的进程ID（pid）发送信号，可以针对单个进程、进程组或者所有进程。`raise()`函数则是向自身发送信号，相当于`kill(getpid(), sig)`。在命令行中，可以使用`kill`命令发送信号，通常发送SIGTERM（默认）或SIGKILL。 信号的屏蔽是另一种控制信号接收的方法，允许进程在一段时间内不接收某些信号。被屏蔽的信号会被暂时保存，但在屏蔽解除后，进程会接收到这些信号。值得注意的是，当信号处理函数被调用时，相同信号会被自动屏蔽，但这种屏蔽不会形成信号队列，因此处理函数返回后，进程可能无法知道在处理期间错过了多少个相同信号。 接下来，我们通过一个实例来探讨`SIGCHLD`信号。`SIGCHLD`在子进程结束或停止时发送给父进程，其默认行为是忽略。在创建多个子进程的场景中，如果父进程在结束前没有回收子进程的退出状态，子进程的进程表项将无法释放，导致僵死进程的产生。通常，我们会设置`SIGCHLD`信号的处理函数为`wait`，期望在子进程结束时立即回收状态。然而，由于信号处理过程中的屏蔽机制，这样的处理可能导致父进程只回收部分子进程，因为无法确定在处理函数执行期间错过了多少个`SIGCHLD`信号。 为了解决这个问题，我们需要使用`sigaction`来更精细地控制信号处理，例如设置SA_RESTART标志，确保`wait`在信号处理后能继续执行，或者使用`sigqueue`来传递额外的信息，使得父进程能够正确处理所有子进程的结束。这样，我们就能够确保在Unix程序设计中正确处理进程和信号，避免资源泄露和僵死进程的问题。