CSAPP阅读笔记-第八章

CSAPP 第八章 异常控制流

  1. 异常
  2. 进程
  3. 系统调用和错误处理
  4. 进程控制
  5. 信号
  6. 非本地跳转
  7. 操作进程的工具

###读前感： 看标题以为是关于程序的异常捕获之类的，非本地跳转应该就是longjmp，信号也有所了解，但是不知道和异常有什么关系。

###读后感：

  • 异常
    原来这里说的异常含义很广，包括各种硬件上的，操作系统级的，用户级的，异常是一种机制，打破常规顺序执行的机制，异常有四种，中断，陷阱，故障，终止。中断可以理解为IO设备的信号，陷阱最常见的就是系统调用，是故意为之的，用户程序通过系统调用访问内核的一些服务，比如读文件。故障和终止简单理解都是遇到问题了发生的，区别是处理方式有所不同。

  • 进程和进程控制
    进程是程序的运行实例，我们的程序或软件是放在磁盘上的可执行文件，只有程序真正运行了，开始被CPU调度，占用一定的内存，有运行时的上下文，这样一个整体才叫做进程，多个进程之间互不影响，除非程序使用一些通信手段，否则两个进程相互独立。由于CPU的时钟周期很快，远远快于大多数程序的运行，因为程序有时候会遇到一个很慢的操作，比如IO，比如等待网络数据包，这时CPU如果和程序一起等，一起阻塞就会很浪费CPU，所以一般现代操作系统都提供一个调度算法，来合理分配CPU的时间片，所以内核的CPU调度模块是可以剥夺一个进程对CPU的占有的，也就是所说的抢占式多任务，操作系统允许你“同时”运行多个进程，因为CPU很快，它可以来回切换，这样对于每个进程来说，它好像是独占CPU的；空间上，由于OS的虚拟内存模型，对于每个进程来说，它好像也是独占主存的，当然这些都是硬件和OS的高度配合才做到的，这样整个OS的任务就是，启动的时候加载它自己所需的基本程序，比如init进程，之后整个OS的运行就是和用户交互，管理这些系统和用户进程。进程控制很好理解，两个系统函数：fork和exec系列。用过就知道，还有个回收子进程的wait和waitpid。

  • 信号
    信号可以用来进程间通信，信号我理解就是类似消息，只不过是操作系统规定好了一些特定的消息在特定的时候会触发，比如子进程退出时给父进程发SIGCHLD信号，这个信号就发这个，你改不了，而且没有信号队列，同一时间只能存在一个，比如发了一个SIGCHLD，父进程收到调用了一个信号处理函数，没处理完其他子进程又发了一个，那么第二个信号会变成待处理信号，直到信号处理函数返回。这期间，任何的第三个第四个第N个SIGCHLD信号就算再发给父进程，也不会被处理，会被丢弃！对于一个信号有四种处理方式：
    1. 进程终止
    2. 进程终止并存盘
    3. 调用信号处理函数
    4. 忽略

    第二种貌似是产生dump core文件，这个我还不能确定。其余三种都很好理解。每个信号都有默认的处理方式，有系统函数可以修改一个信号的处理方式，当然有的信号不能修改处理方式，比如SIGKILL的处理方式一定是进程终止，无法改变。

  • 非本地跳转
    两个函数setjmp(jmp_buf env),longjmp(jmp_buf env,int retval)。很好理解，就是游戏中的标记点，可以在任意的地方调用setjmp，然后从一个地方调用longjmp代码执行流程就会跳到setjmp的地方，setjmp第一次调用放回0表示设置成功，以后每次调用longjmp返回到setjmp时返回的值是longjmp的第二个函数，以标识是从哪里跳过来的，简单理解就是你在长安设了个回城点，你从凤翔飞回长安和从洛阳飞回长安是不一样的，retval就是来标识区分这个。这种跳转要慎重使用，因为它比goto还强大，而且会打断程序的顺序执行，对代码阅读很负面影响，我貌似记得lua源码里是用了，等有时间仔细研究研究它用的场景。

  • 操作进程工具

    • strace : 打印进程和子进程的系统调用轨迹。
    • ps : 列出当前运行的进程。
    • top : 实时地当前进程运行状况。
    • kill : 就是kill一个进程，杀不死加-9。
    • /proc目录 : 文本格式的内核数据结构，比如cat /proc/cpuinfo。