linux下使用select實現精確定時器

在編寫程序時，我們經常回用到定時器。本文講述如何使用select實現超級時鍾。使用select函數，我們能實現微妙級別精度的定時器。同時，select函數也是我們在編寫非阻塞程序時經常用到的一個函數。

首先看看select函數原型如下：

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                  fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

參數說明：

• slect的第一個參數nfds為fdset集合中最大描述符值加1，fdset是一個位數組，其大小限制為__FD_SETSIZE（1024），位數組的每一位代表其對應的描述符是否需要被檢查。
• select的第二三四個參數表示需要關注讀、寫、錯誤事件的文件描述符位數組，這些參數既是輸入參數也是輸出參數，可能會被內核修改用於標示哪些描述符上發生了關注的事件。所以每次調用select前都需重新初始化fdset。
• timeout參數為超時時間，該結構會被內核修改，其值為超時剩余的時間。

利用select實現定時器，需要利用其timeout參數,注意到：

 1）select函數使用了一個結構體timeval作為其參數。

 2）select函數會更新timeval的值，timeval保持的值為剩余時間。

如果我們指定了參數timeval的值，而將其他參數都置為0或者NULL，那么在時間耗盡后，select函數便返回，基於這一點，我們可以利用select實現精確定時。

timeval的結構如下：

struct timeval{
long tv_sec；/*secons*
long tv_usec;/*microseconds*/
}

我們可以看出其精確到microseconds也即微妙。

一、秒級定時器

void seconds_sleep(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);
}

 二、毫秒級別定時器

void milliseconds_sleep(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);
}

 三、微妙級別定時器

void microseconds_sleep(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);
}

現在我們來編寫幾行代碼看看定時效果吧。

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>
int main()
{
    int i;
    for(i=0;i<5;++i){
    printf("%d\n",i);
    //seconds_sleep(1);
    //milliseconds_sleep(1500);
    microseconds_sleep(1900000);
    }
}

 注：timeval結構體中雖然指定了一個微妙級別的分辨率，但內核支持的分別率往往沒有這么高，很多unix內核將超時值向上舍入成10ms的倍數。此外，加上內核調度延時現象，即定時器時間到后，內核還需要花一定時間調度相應進程的運行。因此，定時器的精度，最終還是由內核支持的分別率決定。