Linux C定時器使用指南

使用定時器的目的是為了周期性的執行某一任務，或者是到了某個指定時間去執行某一任務。要達到這一目的，一般有兩個常見的方法。一個是用linux內部的三個定時器，另一個是用sleep, usleep函數讓進程睡眠一段時間，其實，還有一個方法，那就是用gettimeofday, difftime等自己來計算時間間隔，然后時間到了就執行某一任務，但是這種方法效率低，所以不常用。

法一

首先來看看linux操作系統為每一個進程提供的3個內部計時器。

• ITIMER_REAL: 給一個指定的時間間隔，按照實際的時間來減少這個計數，當時間間隔為0的時候發出SIGALRM信號
• ITIMER_VIRTUAL: 給定一個時間間隔，當進程執行的時候才減少計數，時間間隔為0的時候發出SIGVTALRM信號
• ITIMER_PROF: 給定一個時間間隔，當進程執行或者是系統為進程調度的時候，減少計數，時間到了，發出SIGPROF信號，這個和ITIMER_VIRTUAL聯合，常用來計算系統內核時間和用戶時間。

用到的函數有：

#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;/*時間間隔*/

    struct timeval it_value;/*當前時間計數*/

};

it_interval用來指定每隔多長時間執行任務， it_value用來保存當前時間離執行任務還有多長時間。比如， 你指定it_interval為2秒(微秒為0)，開始的時候我們把it_value的時間也設定為2秒（微秒為0），當過了一秒， it_value就減少一個為1， 再過1秒，則it_value又減少1，變為0，這個時候發出信號（告訴用戶時間到了，可以執行任務了），並且系統自動把it_value的時間重置為 it_interval的值，即2秒，再重新計數。 為了幫助你理解這個問題，我們來看一個例子：

#include <sys/time.h>

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <signal.h>

#include <string.h>

staticchar msg[]= “time is running out\n”;

staticint len;

// 向標准錯誤輸出信息，告訴用戶時間到了

void prompt_info(int signo){

write(STDERR_FILENO, msg, len);}// 建立信號處理機制void init_sigaction(void){

struct sigaction tact;

/*信號到了要執行的任務處理函數為prompt_info*/

tact.sa_handler= prompt_info;

tact.sa_flags=0;

/*初始化信號集*/

sigemptyset(&tact.sa_mask);

/*建立信號處理機制*/

sigaction(SIGALRM,&tact, NULL);

}void init_time(){

struct itimerval value;

/*設定初始時間計數為2秒0微秒*/

value.it_value.tv_sec=2;

value.it_value.tv_usec=0;

/*設定執行任務的時間間隔也為2秒0微秒*/

value.it_interval= value.it_value;

/*設置計時器ITIMER_REAL*/

setitimer(ITIMER_REAL,&value, NULL);

}int main(){

len =strlen(msg);

init_sigaction();

init_time();

while(1);

exit(0);}

該程序的ITMER_REAL定時器，每隔2秒鍾都會發送一個SIGALRM信號，當主函數接收到了這個信號之后，調用信號處理函數 prompt_info在標准錯誤上輸出time is running out這個字符串。

ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的使用方法類似，當你在setitimer里面設置的定時器為 ITIMER_VIRTUAL的時候，你把sigaction里面的SIGALRM改為SIGVTALARM, 同理，ITIMER_PROF對應SIGPROF。

不過，你可能會注意到，當你用ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的時候，你拿一個秒表，你會發現程序輸出字符串的時間間隔會不止2秒，甚至5-6秒才會輸出一個，至於為什么，自己好好琢磨一下。

如果函數init_sigaction報錯：

解決方法：在文件最開頭加上如下代碼（在所有#include之前）

#define _XOPEN_SOURCE 

法二

下面我們來看看用sleep以及usleep怎么實現定時執行任務。

#include <signal.h>

#include <unistd.h>

#include <string.h>

#include <stdio.h>

staticchar msg[]= “I received a msg.\n”;

int len;

void show_msg(int signo){

write(STDERR_FILENO, msg, len);}int main(){

struct sigaction act;

union sigval tsval;

act.sa_handler= show_msg;

act.sa_flags=0;

sigemptyset(&act.sa_mask);

sigaction(50,&act, NULL);

len =strlen(msg);

while(1){ sleep(2);/*睡眠2秒*/

/*向主進程發送信號，實際上是自己給自己發信號*/

sigqueue(getpid(),50, tsval);

}return0;}

看到了吧，這個要比上面的簡單多了，而且你用秒表測一下，時間很准，指定2秒到了就給你輸出一個字符串。所以，如果你只做一般的定時，到了時間去執行一個任務，這種方法是最簡單的。

法三

下面我們來看看，通過自己計算時間差的方法來定時：

#include <signal.h>

#include <unistd.h>

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>

staticchar msg[]= “I received a msg.\n”;

int len;

static time_t lasttime;

void show_msg(int signo){

write(STDERR_FILENO, msg, len);}int main(){

struct sigaction act;

union sigval tsval;

act.sa_handler= show_msg;

act.sa_flags=0;

sigemptyset(&act.sa_mask);

sigaction(50,&act, NULL);

len =strlen(msg);

time(&lasttime);

while(1){

time_t nowtime;

/*獲取當前時間*/

time(&nowtime);

/*和上一次的時間做比較，如果大於等於2秒，則立刻發送信號*/

if(nowtime – lasttime >=2)

{

/*向主進程發送信號，實際上是自己給自己發信號*/

sigqueue(getpid(),50, tsval);

lasttime = nowtime;}}return0;}

這個和上面不同之處在於，是自己手工計算時間差的，如果你想更精確的計算時間差，你可以把 time 函數換成gettimeofday，這個可以精確到微妙。(注：1秒=1000毫秒ms =10⁶微秒µs) 上面介紹的幾種定時方法各有千秋，在計時效率上、方法上和時間的精確度上也各有不同，采用哪種方法，就看你程序的需要。

[編輯]附：itimerval時鍾的使用

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

#include<sys/time.h>//itimerval結構體的定義

int handle_count=0;

void set_time(void){struct itimerval itv;

   itv.it_interval.tv_sec=10;//自動裝載，之后每10秒響應一次

   itv.it_interval.tv_usec=0;

   itv.it_value.tv_sec=5;//第一次定時的時間

   itv.it_value.tv_usec=0;

   setitimer(ITIMER_REAL,&itv,NULL);

}   void alarm_handle(int sig){    handle_count++;

printf("have handle count is %d\n",handle_count);

}   void main(void)

{struct itimerval itv;

   signal(SIGALRM,alarm_handle);

   set_time();

     while(1){

   getitimer(ITIMER_REAL,&itv);

printf("pass second is %d\n",(int)itv.it_value.tv_sec);

   sleep(1);

}      return;}