Linux定時器的使用

使用定時器的目的無非是爲了週期性的執行某一任務，或者是到了一個指定時間去執行某一個任務。要達到這一目的，通常有兩個常見的比較有效的方法。一 個是用linux內部的三個定時器，另外一個是用sleep, usleep函數讓進程睡眠一段時間，使用alarm定時發出一個信號，還有那就是用gettimeofday, difftime等本身來計算時間間隔，而後時間到了就執行某一任務，可是這種方法效率低，因此不經常使用。

alarm

alarm用在不須要經肯定時的時候，返回以前剩餘的秒數。

NAME
       alarm - set an alarm clock for delivery of a signal
SYNOPSIS
       #include <unistd.h>
       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.

測試程序：

1	cat timer.c
2	#include <stdio.h>
3	#include <unistd.h>
4	#include <sys/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內置的3個定時器

Linux爲每一個任務安排了3個內部定時器：

ITIMER_REAL：實時定時器，無論進程在何種模式下運行（甚至在進程被掛起時），它總在計數。定時到達，向進程發送SIGALRM信號。

ITIMER_VIRTUAL：這個不是實時定時器，當進程在用戶模式（即程序執行時）計算進程執行的時間。定時到達後向該進程發送SIGVTALRM信號。 

ITIMER_PROF：進程在用戶模式（即程序執行時）和核心模式（即進程調度用時）均計數。定時到達產生SIGPROF信號。ITIMER_PROF記錄的時間比ITIMER_VIRTUAL多了進程調度所花的時間。

定時器在初始化是，被賦予一個初始值，隨時間遞減，遞減至0後發出信號，同時恢復初始值。在任務中，咱們能夠一種或者所有三種定時器，但同一時刻同一類型的定時器只能使用一個。

 

用到的函數有：

#include <sys/time.h>
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; /*時間間隔*/
struct timeval it_value;   /*當前時間計數*/
};

it_interval 用來指定每隔多長時間執行任務， it_value用來保存當前時間離執行任務還有多長時間。好比說， 你指定it_interval爲2秒(微秒爲0)，開始的時候咱們把it_value的時間也設定爲2秒（微秒爲0），當過了一秒， it_value就減小一個爲1， 再過1秒，則it_value又減小1，變爲0，這個時候發出信號（告訴用戶時間到了，能夠執行任務了），而且系統自動把it_value的時間重置爲 it_interval的值，即2秒，再從新計數。

爲了幫助你理解這個問題，咱們來看一個例子：

1	#include <stdio.h>
2	#include <signal.h>
3	#include <sys/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

對 於ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的使用方法相似，當你在setitimer裏面設置的定時器爲ITIMER_VIRTUAL的時 候，你把sigaction裏面的SIGALRM改成SIGVTALARM, 同理，ITIMER_PROF對應SIGPROF。

不過，你可能會注意到，當你用ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的時候，你拿一個秒錶，你會發現程序輸出字符串的時間間隔會不止2秒，甚至5-6秒纔會輸出一個，至於爲何，本身好好琢磨一下^_^

sleep

下面咱們來看看用sleep以及usleep怎麼實現定時執行任務。

1. #include <signal.h>
2. #include <unistd.h>
3. #include <string.h>
4. #include <stdio.h>
6. static char msg[] = "I received a msg.\n";
7. int len;
8. void show_msg(int signo)
9. {
10. write(STDERR_FILENO, msg, len);
11. }
12. int main()
13. {
14. struct sigaction act;
15. union sigval tsval;
17. act.sa_handler = show_msg;
18. act.sa_flags = 0;
19. sigemptyset(&act.sa_mask);
20. sigaction(50, &act, NULL);
22. len = strlen(msg);
23. while ( 1 )
24. {
25. sleep(2); /*睡眠2秒*/
26. /*向主進程發送信號，其實是本身給本身發信號*/
27. sigqueue(getpid(), 50, tsval);
28. }
29. return 0;
30. }

看到了吧，這個要比上面的簡單多了，並且你用秒錶測一下，時間很準，指定2秒到了就給你輸出一個字符串。因此，若是你只作通常的定時，到了時間去執行一個任務，這種方法是最簡單的。

時間差

下面咱們來看看，經過本身計算時間差的方法來定時：

 

1. #include <signal.h>
2. #include <unistd.h>
3. #include <string.h>
4. #include <stdio.h>
5. #include <time.h>
7. static char msg[] = "I received a msg.\n";
8. int len;
9. static time_t lasttime;
10. void show_msg(int signo)
11. {
12. write(STDERR_FILENO, msg, len);
13. }
14. int main()
15. {
16. struct sigaction act;
17. union sigval tsval;
19. act.sa_handler = show_msg;
20. act.sa_flags = 0;
21. sigemptyset(&act.sa_mask);
22. sigaction(50, &act, NULL);
24. len = strlen(msg);
25. time(&lasttime);
26. while ( 1 )
27. {
28. time_t nowtime;
29. /*獲取當前時間*/
30. time(&nowtime);
31. /*和上一次的時間作比較，若是大於等於2秒，則馬上發送信號*/
32. if (nowtime - lasttime >= 2)
33. {
34. /*向主進程發送信號，其實是本身給本身發信號*/
35. sigqueue(getpid(), 50, tsval);
36. lasttime = nowtime;
37. }
38. }
39. return 0;
40. }

這個和上面不一樣之處在於，是本身手工計算時間差的，若是你想更精確的計算時間差，你能夠把 time 函數換成gettimeofday，這個能夠精確到微妙。

上面介紹的幾種定時方法各有千秋，在計時效率上、方法上和時間的精確度上也各有不一樣，採用哪一種方法，就看你程序的須要。