应用层定时器

用习惯了内核层的定时器，发现应用层的各种定时器都各种优缺点，感觉没有内核的定时器用起来顺手。总结一下，可以根据不同的场景灵活选择。

1.alarm
alarm 函数原型 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
alarm是通过发送信号SIGALRM 来实现定时的，就是在指定seconds秒后向进程发送SIGALRM信号，只要通过注册信号及其信号处理函数就可以实现定时处理任务了。alarm是一个不怎么精确的定时器。进程调用alarm后，任何本进程以前的alarm()调用都将无效。如果seconds为0，清空本进程的所有alarm 定时器。alarm 函数的返回值：如果调用alarm前，进程中已经设置了闹钟时间，则返回上一个闹钟时间的剩余时间，否则返回0。 例子如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

void sigalrm_fn(int sig)
{
    printf("alarm!\n");
    return;
}

int main(int argc,char **argv)
{
    signal(SIGALRM, sigalrm_fn);
    alarm(2);

    while(1);
}

但是如果在多线程中使用alarm 很容易出现混乱，达不到预期结果。如果还是想用类似的机制的话，可以重写一个alarm函数 用pthread_kill发送alarm signal，或者结合phread_sigmask 来屏蔽某些信号，不过多线程建议不用信号。

2.setitimer
setitimer的精度比alarm的要高，而且可以实现延时(任务第一次执行时间)和定时(任务执行间隔时间)
setitimer的函数原型int setitimer(int which, const struct itimerval *value,struct itimerval *ovalue)
每一个进程都
which可以选择以下三个类型之一
ITIMER_REAL : 以系统真实的时间来计算，超时后会发送SIGALRM信号。　　
ITIMER_VIRTUAL : 以该进程在用户态下花费的时间来计算，超时后会发送SIGVTALRM信号。　　
ITIMER_PROF : 以该进程在用户态下和内核态下所费的时间来计算，超时后会发送SIGPROF信号

struct itimerval 数据结构如下：
struct itimerval {
                struct timeval it_interval; /* 任务定时执行间隔，这个如果为0，则执行一次 */
                struct timeval it_value;    /* 任务延时执行时间，这个值必须大于0，如果为0 ，则任务则不会执行*/
 };
 struct timeval {
                long tv_sec;                /* seconds */
                long tv_usec;               /* microseconds */
};

第二个参数用来指定定时器第一次执行时间，和之后的执行间隔，第三个参数ovalue 用来记录上一次调用setitimer设置的value
一般不用，
返回值：setitimer 执行成功返回0，错误返回-1。
例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

void sigroutine(int signo){
   switch (signo){
   case SIGALRM:
       printf("Catch a signal -- SIGALRM \n");
       signal(SIGALRM, sigroutine);
       break;
   case SIGVTALRM:
       printf("Catch a signal -- SIGVTALRM \n");
       signal(SIGVTALRM, sigroutine);
       break;
   case SIGPROF:
       printf("Catch a signal -- SIGPROF \n");
       signal(SIGPROF, sigroutine);
       break;
   }
   return;
}

int main(int argc, char ** argv)
{
   struct itimerval value,value2,value3;

   signal(SIGALRM, sigroutine);
   signal(SIGVTALRM, sigroutine);
   signal(SIGPROF, sigroutine);
   value.it_value.tv_sec = 1;
   value.it_value.tv_usec = 0;
   value.it_interval.tv_sec = 1;
   value.it_interval.tv_usec = 0;
   setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);
   value2.it_value.tv_sec = 0 ;
   value2.it_value.tv_usec = 400000;
   value2.it_interval.tv_sec = 0;
   value2.it_interval.tv_usec = 400000;
   setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2, NULL);
   value3.it_value.tv_sec = 0 ;
   value3.it_value.tv_usec = 500000;
   value3.it_interval.tv_sec = 0;
   value3.it_interval.tv_usec = 500000;
   setitimer(ITIMER_PROF, &value3, NULL);
   for(;;);
}

3.sleep/usleep/nanosleep
这三个函数的使用都是比较简单的，直接调用就可以。
sleep:精度是秒，如果睡眠到指定时间，则返回0，如果被中断，则返回剩余秒。
usleep：精度是微妙，返回值跟sleep类似
nanosleep:精度是纳秒，如果睡眠到指定时间，返回0，如果被中断，返回-1，剩余时间数，记录在第三个参数
这三者的用法都比较简单，不举例子了

其中alarm 和 settimer 底层是用同样的定时器的，因此调用了其中一个，会影响另外一个的调用。
sleep 也有可能用用信号SIGALRM，不建议alarm 和sleep 混着来用。

4.select
select 可以实现精度为微妙的定时器，而且在多线程使用也简单
select 函数原型：int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
select 函数有四种可能会返回：readfds 有可读句柄，writefds有可写句柄，exceptfds 有异常条件发生的句柄，或者timeout时间到了。想用select 作为定时器，只要前面三个集合都置为NULL，则返回条件就剩下超时了。而struct timeval 可以精确到的时间是微妙的，因此select实现的定时器精度也能到微妙的。
例子如下：

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>

void seconds_timer(unsigned seconds){
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec=seconds;
    tv.tv_usec=0;
    int err;
    do{
       err=select(0,NULL,NULL,NULL,&tv);
    }while(err<0 && errno==EINTR);
}

void milliseconds_timer(unsigned long mSec){
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec=mSec/1000;
    tv.tv_usec=(mSec%1000)*1000;
    int err;
    do{
       err=select(0,NULL,NULL,NULL,&tv);
    }while(err<0 && errno==EINTR);
}

void microseconds_timer(unsigned long uSec){
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec=uSec/1000000;
    tv.tv_usec=uSec%1000000;
    int err;
    do{
        err=select(0,NULL,NULL,NULL,&tv);
    }while(err<0 && errno==EINTR);
}

int main(int argc,char **argv)
{
    int i;
    for(i=0;i<5;++i){
        printf("%d\n",i);
        seconds_timer(1);
        milliseconds_timer(1500);
        microseconds_timer(1900000);
    }
}