定时器timer_create timerfd_create
一、timer_create
进程可以通过调用timer_create()创建特定的定时器，定时器是每个进程自己的，不是在fork时继承的，不会被传递给子进程。
编译时加编译选项 -lrt。
包含头文件
1. timer_create
int timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *sevp, timer_t *timerid);
参数：
(1) clockid定义了定时器计时的方法，有如下几个值：
CLOCK_REALTIME : 可设置的系统范围的实时时钟
CLOCK_MONOTONIC : 单调递增的时钟，系统启动后不会被改变
(2) timerid
定时器ID存储在timerid中，定时器ID在当前进程中是唯一的，除非定时器被删除。
(3) sevp
union sigval {
int sival_int;
void *sival_ptr;
};
struct sigevent
{
int sigev_notify; //notification method
int sigev_signo; //notification signal
union signal sigev_value; //data passed with notification
void (*sigev_notify_function)(union sigval); //function used for thread
pthread_attr_t *sigev_notify_attribute; //attribute for notification
};
参数sevp指出该如何通知调用者定时器超时信息，根据sevp.sigev_notify字段，该字段有如下值：
SIGEV_NONE: 定时器超时后不使用异步通知，可能的情况是使用timer_gettime来监控定时器
SIGEV_SIGNAL: 一旦超时，产生一个信号，任何时候，至多只有一个信号会发送到队列里面，可以使用
timer_getoverrun来获取超时次数
SIGEV_THREAD : 新建一个线程去处理，该线程执行sigev_notif_function为入口函数
2. timer_settime
int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *new_value,
struct itimerspec *old_value)
struct timespec {
time_t tv_sec;
long tv_nsec;
};
strict itimerspec {
struct timespec it_interval;
struct timespec it_value;
};
flags :
0 相对时间
1 绝对时间(TIMER_ABSTIME)
new_value:
如果参数new_value不为0，则启动定时器。如果定时器已经启动则覆盖之前的定时器设置
如果参数new_value为0则关闭定时器。
3. timer_gettime
int timer_gettime(timer_t timerid, struct itimerspec *curr_value);
获得一个活动定时器的剩余时间，如果返回0说明已经超时
4. timer_getoverrun
timer_getoverrun(timer_t timerid)
有可能一个定时器到期了，而同一定时器上一次到期时产生的信号还处于挂起状态。在这种情况下，其中的一个信号可能会丢失。这就是定时器超限。
程序可以通过调用timer_getoverrun来确定一个特定的定时器出现这种超限的次数。定时器超限只能发生在同一个定时器产生的信号上。由多个定时器甚至是那些使用相同的时钟和信号的定时器，所产生的信号都会排队而不会丢失。
执行成功时，timer_getoverrun()会返回定时器初次到期与通知进程(例如通过信号)定时器已到期之间额外发生的定时器到期次数。
举例来说，一个1ms的定时器运行了10ms，则此调用会返回9。如果超限运行的次数等于或大于DELAYTIMER_MAX，则此调用会返回DELAYTIMER_MAX。
执行失败时，此函数会返回-1并将errno设定会EINVAL，这个唯一的错误情况代表timerid指定了无效的定时器。
5. timer_delete
int timer_delete(timer_t timerid);
删除定时器
6. 使用示例
https://blog.csdn.net/weixin_42639771/article/details/90607501
二、timerfd_create
1. 相关数据结构体
(1) struct timespec struct itimerspec
struct timespec {
time_t tv_sec; /* Seconds */
long tv_nsec; /* Nanoseconds */
};
struct itimerspec {
struct timespec it_interval; /*定时间隔周期*/
struct timespec it_value; /* Initial expiration (第一次定时/到时/超时时间)*/
};
it_interval不为0则表示是周期性定时器。
it_value和it_interval都为0表示停止定时器
(2) time_t
time_t是long类型，打印时使用%ld
time_t ltime = time(NULL);
printf("now time:%ld\n", ltime);
(3) timer_fd的读操作
使用epoll监听timer_fd，定时时间到后必须读timerd，不然会一直存在epoll事件，因为timerfd可读。
读timerfd的读取类型是uint64_t，可以直接使用，如果编译报错加头文件stdint.h。
timerfd读出来的值一般是1，表示超时次数。
int timerfd;
uint64_t exp;
read(timerfd, &exp, sizeof(exp));
printf("exp = %llu\n", (unsigned long long)exp); //需要强制转换一下
2. timerfd_create
int timerfd_create(int clockid, int flags)
1. clockid：
CLOCK_REALTIME:系统实时时间,随系统实时时间改变而改变,即从UTC1970-1-1 0:0:0 开始计时,中间时刻
如果系统时间被用户改成其他,则对应的时间相应改变
CLOCK_MONOTONIC:从系统启动这一刻起开始计时,不受系统时间被用户改变的影响
2. flags：
TFD_NONBLOCK: 非阻塞模式)
TFD_CLOEXEC: 表示当程序执行exec函数时本fd将被系统自动关闭,表示不传递
使用时一般 timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, TFD_NONBLOCK | TFD_CLOEXEC);
3、timerfd_settime
int timerfd_settime(int fd, int flags, const struct itimerspec *new_value,
struct itimerspec *old_value)
flags:
0 相对时间。
1 绝对时间(TFD_TIMER_ABSTIME)
new_value:
定时器的超时时间以及超时间隔时间
old_value:
如果不为NULL, old_vlaue返回之前定时器设置的超时时间，具体参考timerfd_gettime()函数
如果flags设置为1，那么epoll监听立马就有事件可读，并且读出的timerfd不是1，因为开机已经过去了很久。
如果设置为0，那么会按照设定的时间定第一个定时器，到时后读出的超时次数是1。
4、一个timerfd使用例子
/********************************************************
* Filename: timerfd.c
* Author: zhangwj
* Desprition: a sample program of timerfd
* Date: 2017-04-17
* Warnning:
********************************************************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#if 0
struct timespec {
time_t tv_sec; /* Seconds */
long tv_nsec; /* Nanoseconds */
};
struct itimerspec {
struct timespec it_interval; /* Interval for periodic timer */
struct timespec it_value; /* Initial expiration */
};
#endif
#define EPOLL_LISTEN_CNT 256
#define EPOLL_LISTEN_TIMEOUT 500
#define LOG_DEBUG_ON 1
#ifdef LOG_DEBUG_ON
#define LOG_DEBUG(fmt, args...) \
do { \
printf("[DEBUG]:");\
printf(fmt "\n", ##args); \
} while(0);
#define LOG_INFO(fmt, args...) \
do { \
printf("[INFO]:");\
printf(fmt "\n", ##args); \
} while(0);
#define LOG_WARNING(fmt, args...) \
do { \
printf("[WARNING]:");\
printf(fmt "\n", ##args); \
} while(0);
#else
#define LOG_DEBUG(fmt, args...)
#define LOG_INFO(fmt, args...)
#define LOG_WARNING(fmt, args...)
#endif
#define LOG_ERROR(fmt, args...) \
do{ \
printf("[ERROR]:");\
printf(fmt "\n", ##args);\
}while(0);
#define handle_error(msg) \
do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
static int g_epollfd = -1;
static int g_timerfd = -1;
uint64_t tot_exp = 0;
static void help(void)
{
exit(0);
}
static void print_elapsed_time(void)
{
static struct timespec start;
struct timespec curr;
static int first_call = 1;
int secs, nsecs;
if (first_call) {
first_call = 0;
if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start) == -1)
handle_error("clock_gettime");
}
if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &curr) == -1)
handle_error("clock_gettime");
secs = curr.tv_sec - start.tv_sec;
nsecs = curr.tv_nsec - start.tv_nsec;
if (nsecs < 0) {
secs--;
nsecs += 1000000000;
}
printf("%d.%03d: ", secs, (nsecs + 500000) / 1000000);
}
void timerfd_handler(int fd)
{
uint64_t exp = 0;
read(fd, &exp, sizeof(uint64_t));
tot_exp += exp;
print_elapsed_time();
printf("read: %llu, total: %llu\n", (unsigned long long)exp, (unsigned long long)tot_exp);
return;
}
void epoll_event_handle(void)
{
int i = 0;
int fd_cnt = 0;
int sfd;
struct epoll_event events[EPOLL_LISTEN_CNT];
memset(events, 0, sizeof(events));
while(1)
{
/* wait epoll event */
fd_cnt = epoll_wait(g_epollfd, events, EPOLL_LISTEN_CNT, EPOLL_LISTEN_TIMEOUT);
for(i = 0; i < fd_cnt; i++)
{
sfd = events[i].data.fd;
if(events[i].events & EPOLLIN)
{
if (sfd == g_timerfd)
{
timerfd_handler(sfd);
}
}
}
}
}
int epoll_add_fd(int fd)
{
int ret;
struct epoll_event event;
memset(&event, 0, sizeof(event));
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
ret = epoll_ctl(g_epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
if(ret < 0) {
LOG_ERROR("epoll_ctl Add fd:%d error, Error:[%d:%s]", fd, errno, strerror(errno));
return -1;
}
LOG_DEBUG("epoll add fd:%d--->%d success", fd, g_epollfd);
return 0;
}
int epollfd_init()
{
int epfd;
/* create epoll fd */
epfd = epoll_create(EPOLL_LISTEN_CNT);
if (epfd < 0) {
LOG_ERROR("epoll_create error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno));
return -1;
}
g_epollfd = epfd;
LOG_DEBUG("epoll fd:%d create success", epfd);
return epfd;
}
int timerfd_init()
{
int tmfd;
int ret;
struct itimerspec new_value;
new_value.it_value.tv_sec = 2;
new_value.it_value.tv_nsec = 0;
new_value.it_interval.tv_sec = 1;
new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
tmfd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0);
if (tmfd < 0) {
LOG_ERROR("timerfd_create error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno));
return -1;
}
ret = timerfd_settime(tmfd, 0, &new_value, NULL);
if (ret < 0) {
LOG_ERROR("timerfd_settime error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno));
close(tmfd);
return -1;
}
if (epoll_add_fd(tmfd)) {
close(tmfd);
return -1;
}
g_timerfd = tmfd;
return 0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
if (epollfd_init() < 0) {
return -1;
}
if (timerfd_init()) {
return -1;
}
/* event handle */
epoll_event_handle();
return 0;
}