linux定時器

　　我們常常有設置系統在某一時間執行相應動作的需求，比如設置電腦什么時候自動鎖屏，什么時候自動關機，設置應用程序什么時候自動運行，什么時候自動退出。這些與時間相關的功能，都需要依靠操作系統中的定時器來實現。

　　linux中定時器的使用原理很簡單，你只需設置一個超時時間和相應的執行函數，系統就會在超時的時候執行一開始設置的函數。超時的概念有點模糊，它指的是你設定一個時間，如果當前的時間超過了你設定的時間，那就超時了。比如說，你設置五分鍾后系統自動關機，系統會記住五分鍾后的具體時間，也就是當前時間再加上五分鍾。過了五分鍾后，系統當前時間已經比剛才設置的具體時間大了，出現超時，於是運行超時行為。

　　在linux中，使用alarm函數可以設置一個定時器，當定時器超時的時候，會產生SIGALRM信號。因此，要設置超時行為，就得在SIGALRM信號上設置相應的函數。

　　包含頭文件：#include <unistd.h>

　　函數原型：unsigned int alarm(unsigned int seconds);

　　具體例子如下：　　

 

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

void SigFun(int signo){
    printf("SigFun is running\n");
}

int main(){
    if(signal(SIGALRM, SigFun) == SIG_ERR){
        perror("signal\n");
　　　　 return -1;
    }
    alarm(5);
    pause();
}

 

　　在linux中，一個進程只能有一個定時器，因此當一個進程需要設置多個定時行為時，需要采取相應的措施，使得一個定時器可以實現多個定時。主要的方法有兩種，一種叫時間鏈，一種叫時間堆。

　　時間鏈是將所有定時行為以鏈表的方式連在一起，同時在進程中維護一個固定時間超時的定時器。當定時器超時的時候，檢查鏈表上所有的行為是否超時，如果有超時的行為，則運行其行為，並將其從鏈表中刪除。這用方法最大的壞處就是需要固定時間遍歷整個鏈表，造成了比較大的開銷。

　　時間堆是將所有定時行為以最小堆的方式組織起來，並且在進程中維護一個以堆頂為超時時間的定時器。當定時器超時時，檢查堆頂行為是否超時，如果超時，則運行該行為，並將其從堆頂刪除，接着繼續檢查；如果堆頂行為未超時，則用其超時時間繼續設置定時器。時間堆不用固定時間去檢查所有定時行為，只需在超時的時候運行相應的超時行為，效率比時間鏈高。

　　在linux中，alarm函數是以秒計時的，當有時我們需要更小的時間單位去設置行為，比如毫秒，應該怎么辦呢？linux提供setitimer函數，可以提供更精確的定時器。

　　包含頭文件：#include <sys/time.h>

　　函數原型：int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);

　　參數：

　　int which有三種選擇：

　　ITIMER_REAL：decrements in real time, and deliversSIGALRM upon expiration.

　　ITIMER_VIRTUAL：decrements only  when  the  process  is  executing,  anddeliversSIGVTALRM upon expiration.

　　ITIMER_PROF：decrements  both  when the process executes and when the system is executing on behalf of the  process. Coupledwith  ITIMER_VIRTUAL, this timer is usually used to profile the time spent by the application in user and  kernel space.  SIGPROF is delivered

　　const struct itimerval *new_value的數據結構如下:

struct itimerval {
    struct timeval it_interval; /* 第一次超時以后每次超時的時間 */
    struct timeval it_value; /* 第一次超時的時間 */
};
struct timeval {
    long tv_sec; /* seconds */
    long tv_usec; /* microseconds */
};

　　struct itimerval *old_value是原來設置的時間，如果不需要用到，可以用NULL

　　成功調用返回0，失敗返回-1。

　　具體例子如下：

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

void SigFun(int signo){
    printf("SigFun is running\n");    
}

int main(){
    if(signal(SIGALRM, SigFun) == SIG_ERR){
        perror("signal\n");
        return -1;
    }
    
    struct itimerval tv;
    tv.it_value.tv_usec = 500000;
    tv.it_value.tv_sec = 0;
    tv.it_interval.tv_usec = 300000;
    tv.it_interval.tv_sec = 0;
    
    if(setitimer(ITIMER_REAL, &tv, NULL) != 0){
        perror("setitimer\n");
        return -1;
    }

    while(true){
        pause();
    }
}