Linux下，实现一个sleep函数

alarm函数

首先，想要实现这个sleep函数，就得先做一些铺垫知识，所以就得先了解一下alarm函数，调用alarm函数可以设定一个闹钟，也就是告诉内核（kernel）在seconds秒之后给当前进程发送一个SIGALRM信号，该信号的默认动作是终止当前进程。这个函数的返回值是0,或者离你设定闹钟时间所剩下的秒数。举个简单的例子，你订了一个30分钟的闹钟，如果你一直没被打扰，当半小时后你的闹钟响了，它就返回0值，而当你睡了20分钟时，舍友进来将你吵醒，你还想继续睡，就设定一个20分钟后响的闹钟，这时候就会返回一个10分钟，即就是在你被吵醒到你闹钟本该响之间剩下的时间了。

先通过下面的代码熟悉alarm函数

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
int count = 1;
alarm(1);
for(;1;count++)
printf("count = %d\n",count);

return 0;
}

这个理解起来也很简单，count一直++，一秒后被SIGALRM信号终止

运行结果如下。

mysleep实现

了解了alarm函数之后，下面只要搭配使用pause（）即让当前进程处于挂起状态。两个函数搭配使用，就可以实现一个简单的mysleep函数了。

代码如下：

#include<stdio.h>
#include<signal.h>

void handler(int signo)
{
}

int mysleep(int second)
{
struct sigaction act,oact;
act.sa_handler = handler;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);

sigaction(SIGALRM,&act,&oact);
alarm(second);
pause();
int ret = alarm(0);
sigaction(SIGALRM,&oact,NULL);
return ret;
}

int main()
{
while(1)
{
printf("Begin sleep!\n");
mysleep(3);
printf("Finish sleep!\n");
printf("\n");
}

return 0;
}

让程序每次sleep3秒。

运行结果如下：



在每次打印Begin sleep，三秒之后，就会打印一句Finish sleep。换行之后，程序又继续进行下一次sleep了。

改进后的mysleep

那么上面的mysleep函数有没有BUG呢，答案是肯定的，试想下面一个场景，当你定好一个10分钟的闹钟后，本应该10分后给你返回，结果当第九分钟时你这个进程被切出去了（任何时候进程都有可能被切出去），30分钟后将你切回来，但是你闹钟返回信号是在20分钟前的事了，那个时候你是被切出去的，并不能接受到该信号，这就导致程序崩了。那么我们就来重新审视这个问题，编写更为完善的mysleep函数。

大致的思想是这样的，我们可以屏蔽该信号，这样不管即使被切出去了，闹钟也不会返回在你这个进程不在的时候返回信号，直到你被切回来才会收到该信号，这样就有效防止了被切除后引起的程序崩溃问题。

下面是改进后的代码：

#include<stdio.h>
#include<signal.h>

void handler(int signo)
{}

int mysleep(int second)
{
struct sigaction act,oact;
sigset_t newmask,oldmask,suspmask;
act.sa_handler = handler;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);

sigaction(SIGALRM,&act,&oact);
sigemptyset(&newmask);
sigaddset(&newmask,SIGALRM);
sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask);

alarm(second);

suspmask = oldmask;
sigdelset(&suspmask,SIGALRM);
sigsuspend(&suspmask);

int unslept = alarm(0);
sigaction(SIGALRM,&oact,NULL);
sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL);
return (unslept);
}

int main()
{
while(1)
{
printf("Begin mysleep\n");
mysleep(3);
printf("Finish mysleep\n");
}
return 0;
}

程序的运行结果肯定是一样的，只是第二种比第一种更加完善。通过实现这个mysleep函数，可以更加清晰的理解alarm函数了。