精确定时器设置（《精通Unix下C语言编程与项目实践》之六）

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《精通Unix下C语言编程与项目实践》之六

精确定时器设置 

作者：朱云翔，胡平

 

10.5.2 精通定时器设置

函数 alarm 设置的定时器只能精确到秒，而以下函数理论上可以精确到微妙：

#include  <sys/select.h>

#include  <sys/itimer.h>

int getitimer(int which, struct itimerval *value);

int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue);

函数 setitimer 可以提供三种定时器，它们相互独立，任意一个定时完成都将发送定时信号到进程，并且自动重新计时。参数 which 确定了定时器的类型，如表 10-6 所示：

表 10-6 参数 which 与定时器类型

取值	含义	信号发送
ITIMER_REAL	定时真实时间，与 alarm 类型相同。	SIGALRM
ITIMER_VIRT	定时进程在用户态下的实际执行时间。	SIGVTALRM
ITIMER_PROF	定时进程在用户态和核心态下的实际执行时间。	SIGPROF

这三种定时器定时完成时给进程发送的信号各不相同，其中 ITIMER_REAL 类定时器发送 SIGALRM 信号， ITIMER_VIRT 类定时器发送 SIGVTALRM 信号， ITIMER_REAL 类定时器发送 SIGPROF 信号。

函数 alarm 本质上设置的是低精确、非重载的 ITIMER_REAL 类定时器，它只能精确到秒，并且每次设置只能产生一次定时。函数 setitimer 设置的定时器则不同，它们不但可以计时到微妙（理论上），还能自动循环定时。在一个 Unix 进程中，不能同时使用 alarm 和 ITIMER_REAL 类定时器。

结构 itimerval 描述了定时器的组成：

struct itimerval

{

    struct tim.  it_interval;     /* 下次定时取值 */

    struct tim.  it_value;        /* 本次定时设置值 */

}

    结构 tim. 描述了一个精确到微妙的时间：

struct tim.

{

    long    tv_sec;                 /* 秒（ 1000000 微秒） */

    long    tv_usec;                 /* 微妙 */

}

函数 setitimer 设置一个定时器，参数 value 指向一个 itimerval 结构，该结构决定了设置的定时器信息，结构成员 it_value 指定首次定时的时间，结构成员 it_interval 指定下次定时的时间。定时器工作时，先将 it_value 的时间值减到 0 ，发送一个信号，再将 it_value 赋值为 it_interval 的值，重新开始定时，如此反复。如果 it_value 值被设置为 0 ，则定时器停止定时；如果 it_value 值不为 0 但 it_interval 值为 0 ，则定时器在一次定时后终止。

函数 setitimer 调用成功时返回 0 ，否则返回 -1 ，参数 ovalue 如果不为空，返回上次的定时器状态。

函数 getitimer 获取当前的定时器状态，整型参数 which 指定了读取的定时器类型，参数 value 返回定时器状态。函数调用成功返回 0 ，否则返回 -1 。

例 1. 设置一个定时器，每 2.5 秒产生一个 SIGALRM 信号。

答：将 itimerval 结构的成员 it_interval 和成员 it_value 均赋值为 2.5 秒即可：

struct itimerval value;

value.it_value.tv_sec=2;

value.it_value.tv_usec=500000;

value.it_interval.tv_sec=2;

value.it_interval.tv_usec=500000;

setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);

函数 setitimer 设置的定时器可以重复定时，无需多次调用。

例 2. 设置一个定时器，进程在用户态下执行 1 秒钟后发出首次信号，以后进程每在用户态下执行 3 秒钟，发送一个信号。

答：将 itimerval 结构的成员 it_value 均赋值为 1 秒，成员 it_interval 赋值为 3 秒即可：

struct itimerval value;

value.it_value.tv_sec=1;

value.it_value.tv_usec=0;

value.it_interval.tv_sec=3;

value.it_interval.tv_usec=0;

setitimer(ITIMER_VIRT, &value, NULL);

例 3. 取消一个 ITIMER_PROF 类定时器。

答 ： 将 itimerval 结构的成员 it_value 均赋值为 0 秒即可 ：

struct itimerval value;

value.it_value.tv_sec=1;

value.it_value.tv_usec=0;

setitimer(ITIMER_PROF, &value, NULL);

例 4. 设置一个定时 1.5 秒的真实时间定时器，它仅发送一次信号就自动取消。

答：将 itimerval 结构的成员 it_value 均赋值为 1.5 秒，成员 it_interval 赋值为 0 秒即可：

struct itimerval value;

value.it_value.tv_sec=1;

value.it_value.tv_usec=500000;

value.it_interval.tv_sec=0;

value.it_interval.tv_usec=0;

setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);

精确定时器实例

本处设计了一个精确定时器的例子，进程每隔 1.5 秒数发送定时信号 SIGPROF ，在接收到信号时将打印定时的次数，用户可以键入 CTRL_C 或 DELETE 结束程序，如代码 10-11 所示：

代码 10-11 精确定时器实例（节自 /code/chapter10/time4.c ）

#include  <sys/select.h>

#include  <sys/itimer.h>

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <signal.h>

int n = 0;

void timefunc(int sig)                      /* 定时事件代码 */

{

    fprintf(stderr, "ITIMER_PROF[%d]\n", n++);

    signal(SIGPROF, timefunc);              /* 捕获定时信号 */

}

void main()

{

    struct itimerval value;

    value.it_value.tv_sec=1;                /* 定时 1.5 秒 */

    value.it_value.tv_usec=500000;

    value.it_interval.tv_sec=1;             /* 定时 1.5 秒 */

    value.it_interval.tv_usec=500000;

    signal(SIGPROF, timefunc);          /* 捕获定时信号 */

    setitimer(ITIMER_PROF, &value, NULL);   /* 定时开始 */

    while (1);

}

编译和运行代码 10-11 ：

# make time4

        cc -O -o time4 time4.c

# ./time4

ITIMER_PROF[0]

ITIMER_PROF[1]

ITIMER_PROF[2]

ITIMER_PROF[3]

 

 

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