通信信号

信号：一种异步通信机制
系统支持的信号都有默认的处理方式
常用的信号及其处理：SIGINT | SIGQUIT | SIGALRM | SIGCHLD |
常用信号及其处理方式：默认处理，忽略，自定义信号处理函数
注意：信号处理函数中不要做耗时的操作
注册信号处理函数：signal , sigaction
发送信号：kill , 组合键

线程创建和调度

线程是程序执行的某一条指令流的影像
线程函数：用于提供线程执行的指令（代码）
线程库：pthread
线程的创建：pthread_create
线程等待获取线程返回值：pthread_join
获取线程自身的线程ID：pthread_self
判断是否是同一个线程：pthread_equal
取消指定线程：pthread_cancel

2）进程通信

进程通信是进程之间相互通信或操作的一种方式
信号机制是异步的
信号依靠值来区分

2.1）当信号发生时，用户可以要求进程以下列3种方式之一对信号做出响应。

1、 捕捉信号：对于要捕捉的信号，可以为其指定信号处理函数，信号发生时该函数自动被调用，在该函数内部实现对该信号的处理。
2、 忽略信号：大多数信号都可使用这种方式进行处理，但是SIGKILL和SIGSTOP这两个信号不能被忽略，同时这两个信号也不能被捕获和阻塞。此外，如果忽略某某些由硬件异常产生的信号(如非法存储访问或除以0)，则进程的行为是不可预测的。
3、 按照系统默认方式处理。大部分信号的默认操作是终止进程，且所有的实时信号的默认动作都是终止进程。

2.2）信号的优先级

信号实质上是软中断，中断有优先级，信号也有优先级。如果一个进程有多个未决信号，则对于同一个未决的实时信号，内核将按照发送的顺序来递送信号。如果存在多个未决信号，则值（或者说编号）越小的越先被递送。如果即存在不可靠信号，又存在可靠信号（实时信号），虽然POSIX对这一情况没有明确规定，但Linux系统和大多数遵循POSIX标准的操作系统一样，将优先递送不可靠信号。

2.3）SIG信号

信号的值定义在signal.h中，在Linux中没有16和32这两个信号。上面信号的含义如下：

(1) SIGHUP：当用户退出Shell时，由该Shell启的发所有进程都退接收到这个信号，默认动作为终止进程。
(2) SIGINT：用户按下组合键时，用户端时向正在运行中的由该终端启动的程序发出此信号。默认动作为终止进程。
(3) SIGQUIT：当用户按下组合键时产生该信号，用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出此信号。默认动作为终止进程并产生core文件。
(4) SIGILL ：CPU检测到某进程执行了非法指令。默认动作为终止进程并产生core文件。
(5) SIGTRAP：该信号由断点指令或其他trap指令产生。默认动作为终止进程并产生core文件。
(6) SIGABRT：调用abort函数时产生该信号。默认动作为终止进程并产生core文件。
(7) SIGBUS：非法访问内存地址，包括内存地址对齐（alignment）出错，默认动作为终止进程并产生core文件。
(8) SIGFPE：在发生致命的算术错误时产生。不仅包括浮点运行错误，还包括溢出及除数为0等所有的算术错误。默认动作为终止进程并产生core文件。
(9) SIGKILL：无条件终止进程。本信号不能被忽略、处理和阻塞。默认动作为终止进程。它向系统管理员提供了一种可以杀死任何进程的方法。
(10) SIGUSR1：用户定义的信号，即程序可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。
(11) SIGSEGV：指示进程进行了无效的内存访问。默认动作为终止进程并使用该信号。默认动作为终止进程。
(12) SIGUSR2：这是另外一个用户定义信号，程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。
(13) SIGPIPE：Broken pipe：向一个没有读端的管道写数据。默认动作为终止进程。
(14) SIGALRM：定时器超时，超时的时间由系统调用alarm设置。默认动作为终止进程。
(15) SIGTERM：程序结束(terminate)信号，与SIGKILL不同的是，该信号可以被阻塞和处理。通常用来要求程序正常退出。执行Shell命令kill时，缺少产生这个信号。默认动作为终止进程。
(16) SIGCHLD：子程序结束时，父进程会收到这个信号。默认动作为忽略该信号。
(17) SIGCONT：让一个暂停的进程继续执行。
(18) SIGSTOP：停止(stopped)进程的执行。注意它和SIGTERM以及SIGINT的区别：该进程还未结束，只是暂停执行。本信号不能被忽略、处理和阻塞。默认作为暂停进程。
(19) SIGTSTP：停止进程的动作，但该信号可以被处理和忽略。按下组合键时发出该信号。默认动作为暂停进程。
(20) SIGTTIN：当后台进程要从用户终端读数据时，该终端中的所有进程会收到SIGTTIN信号。默认动作为暂停进程。
(21) SIGTTOU：该信号类似于SIGTIN，在后台进程要向终端输出数据时产生。默认动作为暂停进程。
(22) SIGURG：套接字（socket）上有紧急数据时，向当前正在运行的进程发出此信号，报告有紧急数据到达。默认动作为忽略该信号。
(23) SIGXCPU：进程执行时间超过了分配给该进程的CPU时间，系统产生该信号并发送给该进程。默认动作为终止进程。
(24) SIGXFSZ：超过文件最大长度的限制。默认动作为yl终止进程并产生core文件。
(25) SIGVTALRM：虚拟时钟超时时产生该信号。类似于SIGALRM，但是它只计算该进程占有用的CPU时间。默认动作为终止进程。
(26) SIGPROF：类似于SIGVTALRM，它不仅包括该进程占用的CPU时间还抱括执行系统调用的时间。默认动作为终止进程。
(27) SIGWINCH：窗口大小改变时发出。默认动作为忽略该信号。
(28) SIGIO：此信号向进程指示发出一个异步IO事件。默认动作为忽略。
(29) SIGPWR：关机。默认动作为终止进程。
(30) SIGRTMIN~SIGRTMAX：Linux的实时信号，它没有固定的含义(或者说可以由用户自由使用)。注意，Linux线程机制使用了前3个实时信号。所有的实时信号的默认动作都是终止进程

3）线程

了解 C10K问题
一条进程带一万条线程连接
解决方案
解决这一问题，主要思路有两个：
每个进程/线程处理一个连接
每个进程/线程同时处理多个连接（IO多路复用）
这些操作系统提供的功能就是为了解决C10K问题：FreeBSD推出了kqueue，Linux推出了epoll，Windows推出了IOCP，Solaris推出了/dev/poll。

了解两个网站
stackoverflow
segmentfault

进程控制块 PCB区
栈区
堆区（堆区和栈区相向增长）
数据区（全局变量）（多线程共享数据区）
文本区

4）pthread族函数

4.1)创建线程

pthread_create
pthread头文件
#include <pthread.h>
参数
int pthread_create ( pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void (start_routine) (void *), void *arg );
Compile and link with -pthread.
编译时加上 -lpthread 或 -pthread

4.2)pthread_join

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

//函数pthread_join用来等待一个线程的结束,线程间同步的操作

4.3)pthread_exit

  void pthread_exit(void *retval);

//线程通过调用pthread_exit函数终止执行，就如同进程在结束时调用exit函数一样。这个函数的作用是，终止调用它的线程并返回一个指向某个对象的指针。

4.4)pthread_cancel

是计算机语言，它发送终止信号给thread线程，如果成功则返回0，否则为非0值

4.6)pthread_self

pthread_self 是一种函数，功能是获得线程自身的ID

4.7)pthread_cond_wait

条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，主要包括两个动作：一个线程等待"条件变量的条件成立"而挂起；另一个线程使"条件成立"（给出条件成立信号）。为了防止竞争，条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起

程序

信号处理函数

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

void sig_handle(int signo)
{
    switch(signo)
    {
        case SIGINT:
            printf("%d",getpid());
            break;
    }
}

int main (int argc ,char *argv[])
    {
    pid_t pid;
    signal(SIGINT , SIG_ING);//忽略信号
    signal(SIGINT, sig_handle);//显示信号
    signal(SIGINT, SIG_DFT);//默认信号

    pid = fork() ;

    while(1)
    {
        sleep(2);
        printf("befor \n");
    }

    return 0 ;
}

父子进程信号通讯

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
//练习2：创建一个子进程，子进程进入一个无限的循环，模拟一秒从数据中心取一个数据并处理的
//过程，直到子进程收到父进程发送过来的SIGUSR1信号，打印子进程pid，并退出
//父进程：创建子进程之后，循环等待信号的到达，当收到SIGINT（由组合键ctrl+c模拟）信号
//之后，向子进程发送一个SIGUSR1信号

pid_t pid;

void parent_sig_handler(int signo);
void child_sig_handler(int signo);

int main (int argc , char *argv[])
{
signal(SIGINT , parent_sig_handler);//显示父程序的信号
if((pid = fork()) == 0)
{
        while(1)
        {
        int client_id = 0;
        signal(SIGINT,SIG_IGN);     //忽略信号
        signal(SIGINT ,child_sig_handler ); //显示子程序的信号
            while(1)
            {
            client_id=rand()%100+1;
            printf("client in %d\n",client_id);
            sleep(1);
            printf("client out %d\n",client_id);
            }
        }
}
else if(pid > 0)
    {
    while(1);
    }

return 0;
}
//父程序
void parent_sig_handler(int signo)
{
switch(signo)
    {
    case SIGCHLD:
        wait(NULL);
        break;
    case SIGINT :
        //kill函数向指定 进程发送指定信号值
        //注意，信号发送无法传递数据
        kill (pid, SIGUSR1);
        break;
    default:
        break;
    }
}
//子程序
void child_sig_handler(int signo)
{
if(signo == SIGUSR1)
    {
    printf(child pid"%d\n",getpid() );
    exit(0);
    }
}