【Linux】volatile | SIGCHLD | 多线程概念

在vscode中，创建signal.c文件

故意在while中没有写代码块，让编译器认为在main中，quit只会被检测

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运行可执行程序后，当输入 2号信号时，调用自定义方法将quit置为1，跳出while循环

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编译器优化

编译器有对应的编译优化级别 -O1 -O2 -O3

在makefile中，添加-O2的优化级别

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再次执行可执行程序时，输入2号信号，只调用了对应的自定义方法，说明进入main中的while循环 无法停止

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全局变量被加载到内存中
while循环判断实际上是一种计算，会在CPU去执行的
进行计算时，将内存中的数据load到CPU中的寄存器上，然后才对quit进行真假判断
内存中有当前进程的代码和数据，CPU中有对应的PC指针去指向
若while循环条件满足，pc指针继续指向while循环的代码

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若while循环条件不满足，则pc指针会向下移动，指向下一条语句，并向后执行

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正常来说，每次都要尝试数据从内存load到CPU的过程
在main函数中 quit是没有被修改的，只是被检测，编译器发现quit变量没有被修改，就不会重复把数据从内存load到CPU中
因此编译器会优化，只需第一次把数据从内存load到CPU中，后续只需要检测寄存器中的数据即可

所以刚开始quit为0，将0传给CPU中，后续输入2号信号后，调用自定义方法，quit变为1，
但是在CPU中依旧quit为0，修改了内存中的quit，那CPU中quit就无法影响内存的quit了
一直使用quit为0，所以while循环无法退出

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所以要告诉编辑器，保证每次检测，都要从内存中进行数据读取，不要用寄存器中的数据
为了解决这个问题，使用volatile

使quit变为volatile修饰的全局变量
volatile作用：杜绝对quit变量进行寄存器级别的优化，保证内存可见性

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再次运行可执行程序，输入2号信号，跳出while循环，执行main中的printf打印

子进程在运行时会退出，若父进程不关心子进程退出，子进程就会变成僵尸状态
父进程要使用 wait/waitpid去等待子进程 回收僵尸，获取子进程的退出结果
即父进程进行阻塞式等待(什么都不干，就等待子进程的退出结果)
父进程主动检测--------因为子进程退出了，父进程暂时不知道

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子进程要退出时，会向父进程发信号 SIGCHLD
父进程对于该信号的处理动作是SIG_DFL 什么都不做

验证SIGCHLD的存在

#include#include#include#include#includepid_t id;void handler(int signo){    sleep(5);    printf("捕捉到一个信号:%d,who:%d\n",signo,getpid());    //-1代表等待任意一个子进程    pid_t ret=waitpid(-1,NULL,0);    if(ret>0)    {        printf("wait success,ret:%d,id:%d\n",ret,id);    }}int main(){    signal(SIGCHLD,handler);//自定义捕捉   id=fork();  if(id==0)  {    //子进程    int cnt=5;    while(cnt)    {        printf("我是子进程,我的pid是:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());        sleep(1);        cnt--;    }    exit(1);  }  //父进程  while(1)  {    sleep(1);  }    return 0;}

实现一个自定义方法，当子进程退出时，会向父进程发送信号SIGCHLD
调用对应的自定义方法，打印出对应的信号以及父进程的pid值

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运行可执行程序后，who的pid值就是父进程的pid
17号信号就是SIGCHLD
同时通过waitpid返回的pid值与子进程的pid值相同

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通过for循环创建出10个子进程，若10个子进程发送信号，处理信号需要一个一个处理，所以当发送一个信号时，可能暂时被保留下来，但是父进程只有一个比特位 pending位图保留信号，当再次保留信号时，pending位图再次被置为1
，把上次信号覆盖掉，造成信号丢失，最后处理信号时可能比发送信号的数量少

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有多少子进程，就回收几次，若没有子进程就退出即可

多线程概念

1.线程是一个执行分支，执行粒度比进程更细，调度成本更低
2.线程是进程内部的一个执行流
3.线程是CPU调度的基本单位，进程是承担分配系统资源的基本实体

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下面将会对于这些概念进行解析

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理解概念

什么是多线程

创建子进程时，只创建PCB，创建出来的PCB继续指向父进程的地址空间
代码区假设有很多函数存在，让不同的PCB执行不同的函数
相当于在一个进程内部包含多个执行流，指向同一个进程内的不同代码区域
每个PCB都是单独的线程
线程在地址空间内运行，所以该线程属于进程

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调度成本低

多个线程之间使用的是同一个地址空间和页表
若为新的进程，则还需再次找到新的地址空间和页表并进行切换

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局部性原理

CPU内部存在一个硬件cache

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把一部分数据预先加载到缓冲区里，提高整机的效率
如CPU正在访问第100行代码，未来有很大概率访问101行，
所以一旦访问到第100行就把100行附近的数据全部load到内存中或者CPU的cache中

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多线程在执行代码和数据时，依旧属于这个进程，CPU里面的cache会缓存各种各样的数据

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若进行线程切换，因为都属于同一个进程，cache中缓存的数据是不变的

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若进行进程切换，把当前缓存的数据设为失效，cache要重新加载当前的代码和数据

调度成本更低，体现在不用对cache进行切换

什么叫做进程

task_struct 叫做执行流
进程包含 一大堆的执行流、地址空间、页表以及该进程对应的代码和数据
所以进程是承担分配系统资源的基本实体

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