linux 下 alarm(), setitimer 定时器与 POSIX 定时器 timer_settime()对比总结 （上）

1.  alarm() 函数 

适用于精度要求不高的场景，比如几秒。

函数原型：

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

函数说明：

该种定时器方法是通过alarm()函数和signal()函数配合完成，alarm函数用来定时，当到达定时的时间后，内核会发送SIGALARM信号给进程，默认会结束进程。也可以通过signal函数为信号SIGALRM设置处理函数，若参数seconds 为0，则之前设置的闹钟会被取消，并将剩下的时间返回；

函数返回值：如果进程设置了闹钟时间，在调用alarm()之后，则返回上一个闹钟时间，否则返回0，出错返回-1。

alarm()执行后，进程将继续执行，在后期（alarm以后）的执行过程中将会在seconds秒后收到信号SIGALRM并执行其处理函数。

示例1：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include  //alarm的库
int count;
void sigalrm_func(int sig){
    count++;
    printf("alarm![%d]\n",count);
    alarm(1);
    printf("over\n");
    return; 
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    signal(SIGALRM, sigalrm_func);
    alarm(2);
    printf("see\n");
    while(1)
    {
        if(count == 3)
        break;
    }

 }

程序先是等待定时2秒然后发送信号触发调用函数，然后在调用函数每一秒再设置一次alarm触发调用函数，结果如下：

示例2：

 #include 
 #include 
 #include 
 #include   

 int main(int argc, char *argv[])
 {
    sigset_t block;

    sigemptyset(&block);
    sigaddset(&block, SIGALRM);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &block, NULL);

    while (1) {
        printf("%ld\n", time(NULL));
        alarm(3);
        printf("see\n");
        sigwaitinfo(&block, NULL);
    }
     return 0;
 }

输出结果：

其中几个函数解释：

sigwaitinfo()函数:

#include 
int sigwaitinfo(sigset_t *set, siginfo_t *info)

阻塞一个进程直到特定信号发生，但信号到来时不执行信号处理函数，而是返回信号值。 调用该函数的典型代码为：

sigwaitinfo();
sigset_t newmask;
int rcvd_sig;
siginfo_t info;
sigemptyset(&newmask);
sigaddset(&newmask, SIGRTMIN);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, NULL);
rcvd_sig = sigwaitinfo(&newmask, &info);
if(rcvd_sig == -1)
{
    //…...
}

其中：

1. siget_t 信号集定义为一种数据类型，用来描述信号的集合：

    typedef struct{
    unsigned long sig[_NSIG_WORDS];
     }sigset_t

2.int sigemptyset(sigset_t* set)

函数说明：用来将参数set信号集初始化并清空。

返回值：成功返回0,错误返回-1。

3.int sigaddset(sigset_t* set, int signum)

函数说明：用来将signum代表的信号加入至参数set信号集里。

返回值：成功返回0,错误返回-1。

4.int sigpromask(int how, const sigset_t* set, sigset_t* oldset)

函数说明：用来改变目前的信号遮罩，其操作依参数how来决定。

返回值：成功返回0,错误返回-1。

5.void (signal(int signum, void( handler)(int)))(int);

函数说明： signal()会依据参数signum指定的信号编号来设置该信号的处理函数，当指定的信号到达时就会跳转参数handler指定的函数执行。

返回值：返回先前的信号处理函数指针，如果有错误返回SIG_ERR(-1)

示例3：

不同情况的alarm的返回值

#include 
#include 
#include 
unsigned a;
void fun(int sig)
{
       if(sig== SIGALRM)
       printf("gettimer alarm!\n");
       else
       printf("gettimer failed!\n");
}
int main(int argc,char *argv[])
{
       unsigned int a,b;
       alarm(6);
       sleep(2);
       a = alarm(3);
       printf("The rest time of the first alarm is %u s\n",a);
       b = alarm(2);
       signal(SIGALRM,fun);
       int i = 0;
       for(i=0;i<3;i++)
       {
              printf("%d\n",i);
              sleep(1);
       }
       printf("The return valuable of the last alarm is %u s\nend\n",b);
       return 0;
}

输出结果：

2.  setitimer()

setitimer()为Linux的API，不同于C语言的StandardLibrary。setitimer()有两个功能，

一是指定一段时间后，才执行某个function，类似alarm,但是精度更高；

二是每间隔一段时间就调用某个函数；

函数原型：

int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,
            struct itimerval *old_value);

需要包含头文件 #include

其中：

which: 指定定时器类型 ，setitimer 支持三种类型定时器：

ITIMER_REAL: 以系统真实的时间来计算，发送SIGALRM信号。

ITIMER_VIRTUAL: -以该进程在用户态下花费的时间来计算，发送SIGVTALRM信号。

ITIMER_PROF: 以该进程在用户态下和内核态下所费的时间来计算，发送SIGPROF信号。

new_value, old_value 皆为itimerval  结构的实例：

struct itimerval 
{  
     struct timerval it_interval;  //指定间隔时间
     struct timerval it_value;  //指定初始定时时间
}

 
struct timeval {
    time_t      tv_sec;         // 秒
    suseconds_t tv_usec;        // 微妙 
};

itimeval由两个timeval结构体组成，timeval包含tv_sec和tv_usec两部分，其中tv_sec为秒，tv_usec为微秒(即1/1000000秒)
其中的new_value参数用来对计时器进行设置，it_interval为计时间隔，it_value为延时时长，下面例子中表示的是在setitimer方法调用成功后，延时1微秒便触发一次SIGALRM信号，以后每隔200毫秒触发一次SIGALRM信号。

settimer工作机制是，先对it_value倒计时，当it_value为零时触发信号，然后重置为it_interval，继续对it_value倒计时，一直这样循环下去。

基于此机制，setitimer既可以用来延时执行，也可定时执行。

假如it_value为0是不会触发信号的，所以要能触发信号，it_value得大于0；如果it_interval为零，只会延时，不会定时（也就是说只会触发一次信号)。

old_value参数，通常用不上，设置为NULL，它是用来存储上一次setitimer调用时设置的new_value值。

示例1 ：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int count = 0;
void set_timer()
{
    struct itimerval itv;
    memset(&itv,0,sizeof(itv));
    itv.it_interval.tv_sec = 1;//每隔1秒
    itv.it_interval.tv_usec = 0;
    itv.it_value.tv_sec = 3;//第一次3秒
    itv.it_value.tv_usec = 0;

    int ret = setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL);
    if(ret)
    {
        printf("setitimer failed!/n");
    }
}
void sigalrm_handler(int sig)
{
    if(sig == SIGALRM)
    {
        count++;
        printf("caught signal.. %d\n", count);
    }
    else
    {
        printf("caught signal failed!\n");	
    }	
}
int main()
{
    signal(SIGALRM, sigalrm_handler);
    set_timer();
    while (count < 5)
    {}
    exit(0);
}

输出结果：

示例2： 阻塞的例子

#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
    sigset_t block;
    struct itimerval itv;

    sigemptyset(&block);
    sigaddset(&block, SIGALRM);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &block, NULL);

    itv.it_interval.tv_sec = 2;
    itv.it_interval.tv_usec = 0;
    itv.it_value = itv.it_interval;
    setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL);

    while (1) 
    {
        printf("%ld\n", time(NULL));
        printf("see\n");
        sigwaitinfo(&block, NULL);
    }
    return 0;
}

输出结果：

关于POSIX 定时器 详细总结请看下一篇

linux 下 alarm(), setitimer 定时器与 POSIX 定时器 timer_settime()对比总结 （下）

参考链接：

定时器函数SetTime与setitimer

linux c stitimer 用法说明

Linux下的定时器以及POSIX定时器:timer_settime()