linux定时器的使用

    xiaoxiao2021-03-25  128

    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,其实,还有一个方法,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。

    首先来看看linux操作系统为每一个进程提供的3个内部计时器。

    ITIMER_REAL: 给一个指定的时间间隔,按照实际的时间来减少这个计数,当时间间隔为0的时候发出SIGALRM信号

    ITIMER_VIRTUAL: 给定一个时间间隔,当进程执行的时候才减少计数,时间间隔为0的时候发出SIGVTALRM信号

    ITIMER_PROF: 给定一个时间间隔,当进程执行或者是系统为进程调度的时候,减少计数,时间到了,发出SIGPROF信号,这个和ITIMER_VIRTUAL联合,常用来计算系统内核时间和用户时间。

    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 <sys/time.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <signal.h>#include <string.h>static char msg[] = “time is running out/n”;static int len;// 向标准错误输出信息,告诉用户时间到了void prompt_info(int signo){write(STDERR_FILENO, msg, len);}// 建立信号处理机制void init_sigaction(void){struct sigaction tact;/*信号到了要执行的任务处理函数为prompt_info*/tact.sa_handler = prompt_info;tact.sa_flags = 0;/*初始化信号集*/sigemptyset(&tact.sa_mask);/*建立信号处理机制*/sigaction(SIGALRM, &tact, NULL);}void init_time(){struct itimerval value;/*设定执行任务的时间间隔为2秒0微秒*/value.it_value.tv_sec = 2;value.it_value.tv_usec = 0;/*设定初始时间计数也为2秒0微秒*/value.it_interval = value.it_value;/*设置计时器ITIMER_REAL*/setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);}int main(){len = strlen(msg);init_sigaction();init_time();while ( 1 );exit(0);}

    该程序的ITMER_REAL定时器,每隔2秒钟都会发送一个SIGALRM信号,当主函数接收到了这个信号之后,调用信号处理函数 prompt_info在标准错误上输出time is running out这个字符串。

    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^_^

    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。

    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

     

    itimerval时钟的使用

    #include<stdio.h> #include<signal.h> #include<sys/time.h>//itimerval结构体的定义 int handle_count=0; void set_time(void) {    struct itimerval itv;    itv.it_interval.tv_sec=10;//自动装载,之后每10秒响应一次    itv.it_interval.tv_usec=0;    itv.it_value.tv_sec=5;//第一次定时的时间    itv.it_value.tv_usec=0;    setitimer(ITIMER_REAL,&itv,NULL); } void alarm_handle(int sig) {    handle_count++;    printf("have handle count is %d/n",handle_count); } void main(void) {    struct itimerval itv;    signal(SIGALRM,alarm_handle);    set_time();        while(1){    getitimer(ITIMER_REAL,&itv);    printf("pass second is %d/n",(int)itv.it_value.tv_sec);    sleep(1);    }        return; }
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