linux 定时器

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使用定时器的目的无非是为了周期性的执行某一任务，或者是到了一个指定时间去执行某一个任务。要达到这一目的，一般有两个常见的比较有效的方法。一个是用linux内部的三个定时器，另一个是用sleep, usleep函数让进程睡眠一段时间，使用alarm定时发出一个信号，还有那就是用gettimeofday, difftime等自己来计算时间间隔，然后时间到了就执行某一任务，但是这种方法效率低，所以不常用。

alarm

alarm用在不需要经确定时的时候，返回之前剩余的秒数。

NAME
       alarm - set an alarm  clock  for  delivery of a  signal
SYNOPSIS
#include
       unsigned  int  alarm(unsigned  int  seconds);
DESCRIPTION
       alarm  arranges   for  a SIGALRM  signal  to be delivered to the process in
       seconds seconds.
       If seconds is zero, no  new  alarm is scheduled.
       In any event any previously set alarm is cancelled.

[code=c]

测试程序：

1      cat timer.c
2     #include
3     #include
4     #include  time .h>
5     #include < signal .h>
6
7      void  func()
8     {
9              printf ( "2 s reached.\n" );
10     }
11
12      int  main()
13     {
14              signal (SIGALRM,func);
15             alarm(2);
16              while (1);
17              return  0;
18     }
19

Linux内置的3个定时器

Linux为每个任务安排了3个内部定时器：

ITIMER_REAL：实时定时器，不管进程在何种模式下运行（甚至在进程被挂起时），它总在计数。定时到达，向进程发送SIGALRM信号。

ITIMER_VIRTUAL：这个不是实时定时器，当进程在用户模式（即程序执行时）计算进程执行的时间。定时到达后向该进程发送SIGVTALRM信号。 

ITIMER_PROF：进程在用户模式（即程序执行时）和核心模式（即进程调度用时）均计数。定时到达产生SIGPROF信号。ITIMER_PROF记录的时间比ITIMER_VIRTUAL多了进程调度所花的时间。

定时器在初始化是，被赋予一个初始值，随时间递减，递减至0后发出信号，同时恢复初始值。在任务中，我们可以一种或者全部三种定时器，但同一时刻同一类型的定时器只能使用一个。

 

用到的函数有：

#include 
int getitimer(int which, struct itimerval *value);
int setitimer(int which, struct itimerval*newvalue, struct itimerval* oldvalue);
strcut timeval
{
long tv_sec; /*秒*/
long tv_usec; /*微秒*/
};
struct itimerval
{
struct timeval it_interval; /*时间间隔*/
struct timeval it_value;   /*当前时间计数*/
};

it_interval用来指定每隔多长时间执行任务， it_value用来保存当前时间离执行任务还有多长时间。比如说， 你指定it_interval为2秒(微秒为0)，开始的时候我们把it_value的时间也设定为2秒（微秒为0），当过了一秒， it_value就减少一个为1， 再过1秒，则it_value又减少1，变为0，这个时候发出信号（告诉用户时间到了，可以执行任务了），并且系统自动把it_value的时间重置为it_interval的值，即2秒，再重新计数。

为了帮助你理解这个问题，我们来看一个例子：

1     #include
2     #include < signal .h>
3     #include  time .h>
4
5      /*
6     *******************************************************************************************************
7     ** Function name: main()
8     ** Descriptions : Demo for timer.
9     ** Input        : NONE
10     ** Output       : NONE
11     ** Created by   : Chenxibing
12     ** Created Date : 2005-12-29
13     **-----------------------------------------------------------------------------------------------------
14     ** Modified by  :
15     ** Modified Date:
16     **-----------------------------------------------------------------------------------------------------
17     *******************************************************************************************************
18     */
19      int  limit = 10;
20      /* signal process */
21      void  timeout_info( int  signo)
22     {
23          if (limit == 0)
24         {
25              printf ( "Sorry, time limit reached.\n" );
26              return ;
27         }
28          printf ( "only %d senconds left.\n" , limit--);
29     }
30
31      /* init sigaction */
32      void  init_sigaction( void )
33     {
34          struct  sigaction act;
35
36         act.sa_handler = timeout_info;
37         act.sa_flags   = 0;
38         sigemptyset(&act.sa_mask);
39         sigaction(SIGPROF, &act, NULL);
40     }
41
42      /* init */
43      void  init_time( void )
44     {
45          struct  itimerval val;
46
47         val.it_value.tv_sec = 1;
48         val.it_value.tv_usec = 0;
49         val.it_interval = val.it_value;
50         setitimer(ITIMER_PROF, &val, NULL);
51     }
52
53
54      int  main( void )
55     {
56         init_sigaction();
57         init_time();
58          printf ( "You have only 10 seconds for thinking.\n" );
59
60          while (1);
61         return  0;
62     }
63

对于ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的使用方法类似，当你在setitimer里面设置的定时器为ITIMER_VIRTUAL的时候，你把sigaction里面的SIGALRM改为SIGVTALARM, 同理，ITIMER_PROF对应SIGPROF。

不过，你可能会注意到，当你用ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的时候，你拿一个秒表，你会发现程序输出字符串的时间间隔会不止2秒，甚至5-6秒才会输出一个，至于为什么，自己好好琢磨一下^_^

sleep

下面我们来看看用sleep以及usleep怎么实现定时执行任务。

#include
#include
#include
#include
static  char  msg[] =  "I received a msg.\n" ;
int  len;
void  show_msg( int  signo)
{
write(STDERR_FILENO, msg, len);
}
int  main()
{
struct  sigaction act;
union  sigval tsval;
act.sa_handler = show_msg;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(50, &act, NULL);
len =  strlen (msg);
while  ( 1 )
{
sleep(2);  /*睡眠2秒*/
/*向主进程发送信号，实际上是自己给自己发信号*/
sigqueue(getpid(), 50, tsval);
}
return  0;
}

看到了吧，这个要比上面的简单多了，而且你用秒表测一下，时间很准，指定2秒到了就给你输出一个字符串。所以，如果你只做一般的定时，到了时间去执行一个任务，这种方法是最简单的。

时间差

下面我们来看看，通过自己计算时间差的方法来定时：

 

#include
#include
#include
#include
#include
static  char  msg[] =  "I received a msg.\n" ;
int  len;
static  time_t  lasttime;
void  show_msg( int  signo)
{
write(STDERR_FILENO, msg, len);
}
int  main()
{
struct  sigaction act;
union  sigval tsval;
act.sa_handler = show_msg;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(50, &act, NULL);
len =  strlen (msg);
time (&lasttime);
while  ( 1 )
{
time_t  nowtime;
/*获取当前时间*/
time (&nowtime);
/*和上一次的时间做比较，如果大于等于2秒，则立刻发送信号*/
if  (nowtime - lasttime >= 2)
{
/*向主进程发送信号，实际上是自己给自己发信号*/
sigqueue(getpid(), 50, tsval);
lasttime = nowtime;
}
}
return  0;
}

这个和上面不同之处在于，是自己手工计算时间差的，如果你想更精确的计算时间差，你可以把 time 函数换成gettimeofday，这个可以精确到微妙。

上面介绍的几种定时方法各有千秋，在计时效率上、方法上和时间的精确度上也各有不同，采用哪种方法，就看你程序的需要。