linux c语言定时器

原文来自于：http://hi.baidu.com/opetrhsxszbckzd/item/126966cae5f9524aa9ba94f5

我只是把其重新排版标注一下。

linux c语言定时器

概述：

linux 定时器的使用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，其实，还有一个方法，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。

Linux 内部的三个定时器：

首先来看看 linux 操作系统为每一个进程提供的3个内部计时器。
ITIMER_REAL: 给一个指定的时间间隔，按照实际的时间来减少这个计数，当时间间隔为0的时候发出 SIGALRM 信号
ITIMER_VIRTUAL: 给定一个时间间隔，当进程执行的时候才减少计数，时间间隔为0的时候发出 SIGVTALRM 信号
ITIMER_PROF: 给定一个时间间隔，当进程执行或者是系统为进程调度的时候，减少计数，时间到了，发出 SIGPROF 信号，这个和 ITIMER_VIRTUAL 联合，常用来计算系统内核时间和用户时间。

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 <sys/time.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
static char msg[] = “time is running out\n”;
static int len;
// 向标准错误输出信息，告诉用户时间到了
void prompt_info(int signo)
{
write(STDERR_FILENO, msg, len);
}
// 建立信号处理机制
void init_sigaction(void)
{
struct sigaction tact;
/*信号到了要执行的任务处理函数为prompt_info*/
tact.sa_handler = prompt_info;
tact.sa_flags = 0;
/*初始化信号集*/
sigemptyset(&tact.sa_mask);
/*建立信号处理机制*/
sigaction(SIGALRM, &tact, NULL);
}
void init_time()
{
struct itimerval value;
/*设定执行任务的时间间隔为2秒0微秒*/
value.it_value.tv_sec = 2;
value.it_value.tv_usec = 0;
/*设定初始时间计数也为2秒0微秒*/
value.it_interval = value.it_value;
/*设置计时器ITIMER_REAL*/
setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);
}
int main()
{
len = strlen(msg);
init_sigaction();
init_time();
while ( 1 );
exit(0);
}

该程序的 ITMER_REAL 定时器，每隔2秒钟都会发送一个 SIGALRM 信号，当主函数接收到了这个信号之后，调用信号处理函数 prompt_info在标准错误上输出 time is running out 这个字符串。
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, usleep函数

下面我们来看看用 sleep 以及 usleep 怎么实现定时执行任务。

#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
static char 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*/
/*向主进程发送信号，实际上是自己给自己发信号*/
sigqueue(getpid(), 50, tsval);
}
return 0;
}

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。

下面我们来看看，通过自己计算时间差的方法来定时：

#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
static char 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;
/*获取当前时间*/
time(&nowtime);
/*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*/
if (nowtime – lasttime >= 2)
{
/*向主进程发送信号，实际上是自己给自己发信号*/
sigqueue(getpid(), 50, tsval);
lasttime = nowtime;
}
}
return 0;
}

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。

itimerval时钟的使用

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<sys/time.h>//itimerval结构体的定义

int handle_count=0;
void set_time(void)
{
   struct itimerval itv;
   itv.it_interval.tv_sec=10;//自动装载，之后每10秒响应一次
   itv.it_interval.tv_usec=0;
   itv.it_value.tv_sec=5;//第一次定时的时间
   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;
}