QNX/UNIX: Анатомия параллелизма - Цилюрик Олег Иванович

1 60 => 170.955 [168.964...173.925] ~0.47915 (0.280279%)

2 34 => 76.9796 [76.8895...77.9694] ~0.0937379 (0.12177%)

В этом варианте (и диагностический вывод это подтверждает) мы искусственно ликвидировали наследование приоритета по цепочке порождения: сработавший таймер — функция потока — целевая функция объекта. Это не совсем соответствует цели, намеченной в начале этого раздела, но все же этот вариант иллюстрирует, что именно наш предыдущий вариант удовлетворял всем поставленным целям.

3. Сигналы

Сигналы инициируются некоторыми событиями в системе и посылаются процессу для его уведомления о том, что произошло нечто неординарное, требующее определенной реакции. Порождающее сигнал событие может быть действием пользователя или может быть вызвано другим процессом или ядром операционной системы. Сигналы являются одним из самых старых и традиционных механизмов UNIX. [27]

Уже из этого краткого описания можно заключить, что:

• действия, вызываемые для обработки сигнала, являются принципиально асинхронными;

• сигналы могут быть использованы как простейшее, но мощное средство межпроцессного взаимодействия.

Все сигналы определяются целочисленными константами, но для программиста это в принципе не так важно, поскольку каждому сигналу приписано символическое наименование вида SIG*. Все относящиеся к сигналам определения находятся в заголовочном файле <signal.h>, который должен быть включен в любой код, работающий с сигналами. В последующих примерах мы не будем показывать эту включающую директиву, чтобы не загромождать текст.

Посланный сигнал обрабатывается получившим его потоком или процессом (как уже обсуждалось ранее, собственно процесс ничего не может обрабатывать: это пассивная субстанция; понятно, что речь в таком контексте идет об обработке сигнала главным потоком процесса). Поток может отреагировать на полученный сигнал следующими способами (иногда действие, установленное для конкретного сигнала, называют диспозициейсигнала):

•  Стандартное действие— выполнение действия, предписанного для обработки этого сигнала по умолчанию. Для многих сигналов действием по умолчанию является завершение, но это необязательно; есть сигналы, которые по умолчанию игнорируются. Для большей части сигналов, чьим действием по умолчанию является принудительное завершение процесса, предписано действие создания дампа памяти при завершении (core dump), но для некоторых, например SYSINT(завершение по [Ctrl+C]), определено такой дамп при завершении не создавать.

•  Игнорирование сигнала— сигнал не оказывает никакого воздействия на ход выполнения потока получателя.

•  Вызов обработчика— по поступлению сигнала вызывается функция реакции, определенная пользователем. Если для сигнала устанавливается функция-обработчик, то говорят, что сигнал перехватывается (относительно стандартного действия).

Для различных сигналов программа может установить различные механизмы обработки. Более того, в ходе выполнения программа может динамически переопределять реакции, установленные для того или иного сигнала.

Для большинства сигналов их воздействие можно перехватить из программного кода или игнорировать, но не для всех. Например, сигналы SIGKILLи SIGSTOPне могут быть ни перехвачены, ни проигнорированы. Другой пример — описываемые далее специальные сигналы QNX, начиная с SIGSELECTи далее.

В QNX определены 64 сигнала в трех диапазонах:

• 1…40 — 40 POSIX-сигналов общего назначения;

• 41…56 — 16 POSIX-сигналов реального времени, введенных в стандарт позже (от SIGRTMINдо SIGRTMAX);

• 57…64 — 8 сигналов, используемых в QNX Neutrino для специальных целей.

Начнем со специальных сигналов. Эти сигналы не могут быть проигнорированы или перехвачены: попытка вызвать signal()или sigaction()(или вызов ядра SignalAction()native API) завершится для них с ошибкой EINVAL. Более того, эти сигналы всегда блокированы в пользовательском приложении, и для них установлено разрешение очереди обслуживания (очереди сигналов будут подробно рассмотрены далее). Попытка разблокировать эти сигналы, используя sigprocmask()( SignalProcmask()— native API), будет проигнорирована. Эти сигнальные механизмы используются, в частности, графической системой Photon для ожидания событий GUI и функцией select()для ожидания ввода/вывода на множестве дескрипторов (один из фундаментальных механизмов UNIX). Вот определения некоторых из этих сигналов:

#define SIGSELECT (SIGRTMAX + 1)

#define SIGPHOTON (SIGRTMAX + 2)

В силу своей недоступности эта группа сигналов представляет небольшой интерес для разработчика приложений.

Далее перейдем к POSIX-сигналам общего назначения (1…40), из которых назовем только самые употребляемые [28](пока мы описываем все сигналы в классической UNIX-нотации, не углубляясь в нюансы, например такие, как особенности реакции на них в многопоточном окружении):

•  SIGABRT (+) [6]— аварийное завершение процесса (process abort signal). Посылается процессу при вызове им функции abort(). В результате обработки сигнала SIGABRTпроизойдет то, что спецификация XSI описывает как аварийное завершение.

•  SIGALRM [14]— наступление тайм-аута таймера сигналов (real-time alarm clock). Посылается при срабатывании ранее установленного пользовательского таймера (таймер устанавливается заданием первого параметра setitimer(), равным ITIMER_REAL), например при помощи системного вызова alarm().

•  SIGBUS (+) [10]— сигнал ошибки на шине (bus error). Этот сигнал посылается при возникновении некоторых аппаратных ошибок (зависит от платформы); обычно он генерируется при попытке обращения к допустимому виртуальному адресу, для которого нет физической страницы.

•  SIGCHLD [18]— сигнал завершения или остановка дочернего процесса (child process terminated or stopped). По умолчанию родительский процесс игнорирует этот сигнал, поэтому если нужно получать уведомление о завершении порожденного процесса, этот сигнал нужно перехватывать. Для этого сигнала определен синоним:

#define SIGCLD SIGCHLD

•  SIGCONT [25]— продолжение работы остановленного процесса (continue executing if stopped). Это сигнал управления выполнением процесса, который возобновляет его выполнение, если ранее он был остановлен сигналом SIGSTOP; если процесс не остановлен, он игнорирует этот сигнал.

•  SIGDEADLK [7]— сигнал, говорящий о возникновении «мертвой» блокировки потока на мьютексе (mutex deadlock occurred). Эта ситуация будет подробно рассмотрена далее, когда речь пойдет о примитивах синхронизации (глава 4).