《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
#include
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
#include
#include
#include
#include
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]
在下面的程序中, 为啥需要在timefunc函数中对SIGPROF信号的
处理进行重复注册:
#include <sys/select.h>
#include <sys/itimer.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
int n = 0;
void timefunc(int sig) {
fprintf(stderr, "ITIMER_PROF[%d] ", n++);
signal(SIGPROF, timefunc); }
void main()
{
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec=1; value.it_value.tv_usec=500000;
value.it_interval.tv_sec=1; value.it_interval.tv_usec=500000;
signal(SIGPROF, timefunc); setitimer(ITIMER_PROF, &value, NULL); while (1);
}
由于历史原因信号值小于SIGRTMIN的都是不可靠信号
进程每次处理信号后,就将对信号的响应设置为默认动作。
在某些情况下,将导致对信号的错误处理;因此,用户如果不希望这样的操作,那么就要在信号处理函数结尾再一次调用signal(),重新安装该信号。