Linux的定时器

在服务端程序设计中，与时间有关的常见任务有：

1. 获取当前时间，计算时间间隔；
2. 定时操作，比如在预定的时间执行一项任务，或者在一段延时之后执行一项任务。

Linux 时间函数

Linux 的计时函数，用于获得当前时间：

• time(2) / time_t （秒）
• ftime(3) / struct timeb （毫秒）
• gettimeofday(2) / struct timeval （微秒）
• clock_gettime(2) / struct timespec （纳秒）
• gmtime / localtime / timegm / mktime / strftime / struct tm （这些与当前时间无关）

定时函数，用于让程序等待一段时间或安排计划任务：

• sleep
• alarm
• getitimer / setitimer
• timer_create / timer_settime / timer_gettime / timer_delete
• timerfd_create / timerfd_gettime / timerfd_settime
• 条件变量pthread_cond_timedwait实现
• IO多路复用select, epoll实现

一般情况下

获取当前时间常用

gettimerofday，因为它的精度是1us，并且在x86平台上它是用户态实现的，没有系统调用和上下文切换的开销。

定时函数中：

1. sleep / alarm / usleep 在实现时有可能用了信号 SIGALRM，在多线程程序中处理信号是个相当麻烦的事情，应当尽量避免。（近期我会写一篇博客仔细讲讲“多线程、RAII、fork() 与信号”）
2. nanosleep 和 clock_nanosleep 是线程安全的，但是在非阻塞网络编程中，绝对不能用让线程挂起的方式来等待一段时间，程序会失去响应。正确的做法是注册一个时间回调函数。
3. getitimer 和 timer_create 也是用信号来 deliver 超时，在多线程程序中也会有麻烦。timer_create 可以指定信号的接收方是进程还是线程，算是一个进步，不过在信号处理函数(signal handler)能做的事情实在很受限。
4. timerfd_create 把时间变成了一个文件描述符，该“文件”在定时器超时的那一刻变得可读，这样就能很方便地融入到 select/poll 框架中，用统一的方式来处理 IO 事件和超时事件。l
5. 利用select, epoll的timeout实现定时功能，它们的缺点是定时精度只有毫秒，远低于 timerfd_settime 的定时精度。

 

 实现

 下面是用timer_create实现的一个定时器：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98

#include #include #include #include #include #include   void sig_handler(int signo) {     switch(signo) {     case SIGUSR1:         printf("receive sigusr1! \n");         break;     case SIGALRM:         printf("receive sigarlm!\n");         break;     } }   int main() {     /**      struct sigaction      {      void (*sa_handler)(int);信号响应函数地址      void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);   但sa_flags为SA——SIGINFO时才使用      sigset_t sa_mask;         说明一个信号集在调用捕捉函数之前，会加入进程的屏蔽中，当捕捉函数返回时，还原      int sa_flags;      void (*sa_restorer)(void);未用      };     */     timer_t timer1, timer2;     struct sigevent evp1, evp2;     struct sigaction act;       //for timer1     memset(&act, 0, sizeof(act));     act.sa_handler = sig_handler;     act.sa_flags = 0;       sigemptyset(&act.sa_mask);       if (sigaction(SIGUSR1, &act, NULL) == -1) {         perror("fail to sigaction");         exit(-1);     }       //for timer2     memset(&act, 0, sizeof(act));     act.sa_handler = sig_handler;     act.sa_flags = 0;       sigemptyset(&act.sa_mask);       if (sigaction(SIGALRM, &act, NULL) == -1) {         perror("fail to sigaction");         exit(-1);     }     //for timer1     memset(&evp1, 0, sizeof(struct sigevent));     evp1.sigev_signo = SIGUSR1;     evp1.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;     if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp1, &timer1) == -1) {         perror("fail to timer_create");         exit(-1);     }       struct itimerspec it;     it.it_interval.tv_sec = 2;     it.it_interval.tv_nsec = 0;     it.it_value.tv_sec = 1;     it.it_value.tv_nsec = 0;     if (timer_settime(timer1, 0, &it, 0) == -1) {         perror("fail to timer_settime");         exit(-1);     }       //for timer2     memset(&evp2, 0, sizeof(struct sigevent));     evp2.sigev_signo = SIGALRM;     evp2.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;     if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp2, &timer2) == -1) {         perror("fail to timer_create");         exit(-1);     }     it.it_interval.tv_sec = 4;     it.it_interval.tv_nsec = 0;     it.it_value.tv_sec = 2;     it.it_value.tv_nsec = 0;     if (timer_settime(timer2, 0, &it, 0) == -1) {          perror("fail to timer_settime");          exit(-1);     }       for(;;);       return 0; }

　　以及一个用setitimer实现的定时器

setitimer中的第一个参数有三类：

 说得很清楚。

ITIMER_REAL decrements in real time, and delivers SIGALRM upon expiration. ITIMER_VIRTUAL decrements only when the process is executing, and delivers SIGVTALRM upon expiration. ITIMER_PROF decrements both when the process executes and when the system is executing on behalf of the process.  Coupled with ITIMER_VIRTUAL, this timer is usually used to profile the time spent by the application in user and kernel space. SIGPROF is delivered upon expiration.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

#include #include #include #include   void timer_handler (int signum) {     switch(signum) {     case SIGALRM:         printf("sigarlm !\n");         break;     case SIGVTALRM:         printf("sigvtalrm !\n");         break;     } }   int main () {     struct sigaction sa;     struct itimerval timer;     memset (&sa, 0, sizeof (sa));     sa.sa_handler = &timer_handler;     sigaction (SIGVTALRM, &sa, NULL);       sa.sa_handler = &timer_handler;     sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);       timer.it_value.tv_sec = 0;     timer.it_value.tv_usec = 250000;    timer.it_interval.tv_sec = 0;     timer.it_interval.tv_usec = 250000;       setitimer (ITIMER_REAL, &timer, NULL);       timer.it_value.tv_sec = 1;     timer.it_value.tv_usec = 0;       timer.it_interval.tv_sec = 1;     timer.it_interval.tv_usec = 0;     setitimer (ITIMER_VIRTUAL, &timer, NULL);       while (1); }

参考：http://www.cnblogs.com/Solstice/archive/2011/02/06/1949555.html