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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用在不需要经确定时的时候,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.

测试程序:

 cat timer.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
 
void func()
{
        printf("2 s reached.\n");
10 }
11  
12 int main()
13 {
14         signal(SIGALRM,func);
15         alarm(2);
16         while(1);
17         return 0;
18 }
19  

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>
 
/*
*******************************************************************************************************
** Function name: main()
** Descriptions : Demo for timer.
** Input        : NONE
10 ** Output       : NONE
11 ** Created by   : Chenxibing
12 ** Created Date : 2005-12-29
13 **-----------------------------------------------------------------------------------------------------
14 ** Modified by  :
15 ** Modified Date:
16 **-----------------------------------------------------------------------------------------------------
17 *******************************************************************************************************
18 */
19 int limit = 10;
20 /* signal process */
21 void timeout_info(int signo)
22 {
23     if(limit == 0)
24     {
25         printf("Sorry, time limit reached.\n");
26         return;
27     }
28     printf("only %d senconds left.\n", limit--);
29 }
30  
31 /* init sigaction */
32 void init_sigaction(void)
33 {
34     struct sigaction act;
35  
36     act.sa_handler = timeout_info;
37     act.sa_flags   = 0;
38     sigemptyset(&act.sa_mask);
39     sigaction(SIGPROF, &act, NULL);
40 }
41  
42 /* init */
43 void init_time(void)
44 {
45     struct itimerval val;
46  
47     val.it_value.tv_sec = 1;
48     val.it_value.tv_usec = 0;
49     val.it_interval = val.it_value;
50     setitimer(ITIMER_PROF, &val, NULL);
51 }
52  
53  
54 int main(void)
55 {
56     init_sigaction();
57     init_time();
58     printf("You have only 10 seconds for thinking.\n");
59  
60     while(1);
61    return 0;
62 }
63  

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。

  1. #include <signal.h>
  2. #include <unistd.h>
  3. #include <string.h>
  4. #include <stdio.h>
  5. static char msg[] = "I received a msg.\n";
  6. int len;
  7. void show_msg(int signo)
  8. {
  9. write(STDERR_FILENO, msg, len);
  10. }
  11. int main()
  12. {
  13. struct sigaction act;
  14. union sigval tsval;
  15. act.sa_handler = show_msg;
  16. act.sa_flags = 0;
  17. sigemptyset(&act.sa_mask);
  18. sigaction(50, &act, NULL);
  19. len = strlen(msg);
  20. while ( 1 )
  21. {
  22. sleep(2); /*睡眠2秒*/
  23. /*向主进程发送信号,实际上是自己给自己发信号*/
  24. sigqueue(getpid(), 50, tsval);
  25. }
  26. return 0;
  27. }

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:

 

  1. #include <signal.h>
  2. #include <unistd.h>
  3. #include <string.h>
  4. #include <stdio.h>
  5. #include <time.h>
  6. static char msg[] = "I received a msg.\n";
  7. int len;
  8. static time_t lasttime;
  9. void show_msg(int signo)
  10. {
  11. write(STDERR_FILENO, msg, len);
  12. }
  13. int main()
  14. {
  15. struct sigaction act;
  16. union sigval tsval;
  17. act.sa_handler = show_msg;
  18. act.sa_flags = 0;
  19. sigemptyset(&act.sa_mask);
  20. sigaction(50, &act, NULL);
  21. len = strlen(msg);
  22. time(&lasttime);
  23. while ( 1 )
  24. {
  25. time_t nowtime;
  26. /*获取当前时间*/
  27. time(&nowtime);
  28. /*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*/
  29. if (nowtime - lasttime >= 2)
  30. {
  31. /*向主进程发送信号,实际上是自己给自己发信号*/
  32. sigqueue(getpid(), 50, tsval);
  33. lasttime = nowtime;
  34. }
  35. }
  36. return 0;
  37. }

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。

posted on 2012-01-31 09:47 老马驿站 阅读(8341) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: c++linux