linux io 学习笔记（02）---条件变量，管道，信号

　　条件变量的工作原理：对当前不访问共享资源的任务，直接执行睡眠处理，如果此时需要某个任务访问资源，直接将该任务唤醒。条件变量类似异步通信，操作的核心：睡眠、唤醒。

1.pthread_cond_t  定义条件变量

2.初始化条件变量

　　函数原型：int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);

　　功能　　：初始化条件变量

　　参数：cond 　　条件变量标识符

　　　　　　addr  属性

　　返回值：成功  ：0；失败：错误码

3.休眠

　　函数原型：int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);

　　功能：　　任务执行睡眠。执行睡眠之前，必须执行上锁

　　参数：　　cond  条件变量标识符

　　　　　　　　mutex  互斥锁标识符

　　返回值：　　成功： 0；失败：错误码

4.执行唤醒操作

　　函数原型：int pthrerad_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

　　功能：执行唤醒操作

　　参数：cond  条件变量标识符

　　返回值： 成功 0；失败：错误码

5.摧毁条件变量

　　函数原型：int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

　　功能：　　摧毁条件变量

　　参数：　　cond  条件变量标识符

　　返回值：成功：0；失败 ：错误码。

注意：在睡眠之前，执行上锁处理，将睡眠操作锁住，在线程执行睡眠的时候，不会被打断。

　　　　pthread_mutex_lock(&lock);

　　　线程睡眠，函数阻塞，函数  自动  释放锁资源，此时线程得到唤醒信号，pthread_cond_wait立刻返回，有阻塞编程非阻塞，pthread_cond_wait立刻自动执行上锁处理

　　　　pthread_cond_wait(&cond,&lock);

　　　　注意：   唤醒操作发生在睡眠之前，则唤醒操作无效。所以，发送信号一定要咋睡眠之后。

　　printf("buf=%s\n",buf);　　　　　　临界区

　　pthread_mutex_unlock(&lock);　　解锁处理

无名管道：

　　1.要点：

　　　　1）只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信

　　　　2）半双工的通信方式，具有固定的读端和写端

　　　　3）管道可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写可以使用文件IO如read/write函数

　　　　4）无名管道的操作属于一次性操作，如果对无名管道执行读操作，数据就会被读走（类似剪切的方式）

　　　　5）无名管道管道的大小是固定的，管道一旦写满，写操作就会阻塞，管道的大小为64K

　　　　6）当管道中无数据，执行读操作，读操作阻塞

　　　　7）无名管道写满，写操作阻塞，如果管道中有大于4k的空间，写操作就可以继续，每次最多写入4k的整数倍

　　　　8）无名管道不保证操作的原子性，如果当前管道，满足读写条件，读写可以并发。

　　　　9）向无名管道中写数据，将读端关闭，管道损坏，进程收到信号（SIGPIPE）将进程退出

　　　　10）当管道中有数据，将写端关闭，读操作可以执行，之后数据读完，可以继续读取（非阻塞）

　　2.创建无名管道：

　　　　函数原型：int pipe(int pipefd[2]);

　　　　功能　　：创建无名管道

　　　　参数：　　pipefd[2]  保存的是操作管道的两个文件描述符

　　　　　　　　　　　　　　pipefd[1]管道的写端

　　　　　　　　　　　　　　pipefd[0]管道的读端

　　　　返回值：成功 0；失败：-1；

有名管道：

1.要点

　　1）有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信。

　　2）有名管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中可见

　　　　　　　　（文件系统：提供文件维护的机制）

　　3）进程通过文件IO来操作有名管道

　　4）有名管道遵循先进先出规则

　　5）不支持如LSEEK()操作

　　6）有名管道：先创建，再打开。

2.相关函数　　

　　1）创建有名管道

　　　　函数原型：int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode);

　　　　功能　　：创建有名管道

　　　　参数　　：pathname  路径名（管道名）

　　　　　　　　　　mode   文件所属用户的执行权限

　　　　返回值：成功：0 ；失败 -1

信号：

　　1.要点

　　　　信号是一种异步通信机制，信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互

　　　　内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了那些系统事件

　　　　用户进程对信号的相应方式：

　　　　　　1.忽略信号：对信号不做任何处理，但是有两个信号不能忽略：SIGKILL和 SIGSTOP

　　　　　　2捕捉信号：用户自定义信号处理函数，当信号发生时，执行相应的处理函数。

　　　　　　3.执行默认操作：Linux对每种信号都规定了默认操作

　　　　　　可用   kill   -l   查看当前linux可用的信号

　　2.相关函数

　　　　1）注册信号

　　　　　　　　函数原型：type void (*sighandler_t(int));  == typedef void(*)sighandler_t;

　　　　　　　　　　　　sighandler_t   signal(int signum,sighandler_t handler);

　　　　　　　　功能 　　：注册信号

　　　　　　　　参数　　：signum  注册信号的类型

　　　　　　　　　　　　　handler  对注册信号的处理，自定义函数：执行捕捉信号

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　SIG_IGN　　忽略信号

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　SIG_DFL　　执行信号的默认操作

　　　　　　　　返回值：失败：SIG_ERR

　　　　2）想进城或进程组发送任何一个信号

　　　　　　函数原型：int kill(pid_t pid,int sig);

　　　　　　　功能　　：向进程或进程组发送任何一个信号

　　　　　　　　参数   ：pid  》0  指定进程号进行发送

　　　　　　　　　　　　　　= 0 信号发送给与调用进程在同一个进程组下的所有进程

　　　　　　　　　　　　　　-1 信号发送给当前进程允许发送的任何一个进程（init进程）

　　　　　　　　　　　　　　<-1 信号发送个进程组ID等于-PID下的任何一个进程

　　　　　　　　　　　　sig　　发送信号的类型

　　　　3）给调用进程发送信号

　　　　　　　　函数原型：int raise（int sig）;

　　　　　　　　　　　　功能：给调用进程发送信号

　　　　　　　　　　　　参数：sig  信号的类型

　　　　4）函数时钟设置

　　　　　　函数原型：unsigned int alarm(unsigned int seconds);

　　　　　　参数：　　sec 秒数（从设置时钟开始，到sec秒之后，进程收到信号SIGALRM,进程退出）

　　　　　　返回值：  成功  0

　　　　

　　在alarm 之后，在次执行alarm,新的时钟将会替换上一次时钟设置，开始以新的时钟开始计时

　　会返回上一次执行ALARM到当前执行ALARM剩余的时间。