Linux定时器的使用

     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用在不需要精确定时的时候，返回之前剩余的秒数。

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

//cat timer.c#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/time.h>#include <signal.h>  void func(){    printf("2 s reached.\n");}  int main(){   signal(SIGALRM,func);   alarm(2);   while(1);   return 0;}

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 <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; /*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：

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <sys/time.h> int limit = 10;/* signal process */void timeout_info(int signo){    if(limit == 0)    {        printf("Sorry, time limit reached.\n");        return;    }    printf("only %d senconds left.\n", limit--);} /* init sigaction */void init_sigaction(void){    struct sigaction act;     act.sa_handler = timeout_info;    act.sa_flags   = 0;    sigemptyset(&act.sa_mask);    sigaction(SIGPROF, &act, NULL);} /* init */void init_time(void){    struct itimerval val;     val.it_value.tv_sec = 1;    val.it_value.tv_usec = 0;    val.it_interval = val.it_value;    setitimer(ITIMER_PROF, &val, NULL);}  int main(void){    init_sigaction();    init_time();    printf("You have only 10 seconds for thinking.\n");     while(1);    return 0;} 

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 <signal.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdio.h>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 <signal.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdio.h>#include <time.h>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。