Linux C定时器使用指南

使用定时器的目的是为了周期性的执行某一任务，或者是到了某个指定时间去执行某一任务。要达到这一目的，一般有两个常见的方法。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。

法一

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， 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>

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

staticint 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;

/*设定初始时间计数为2秒0微秒*/

value.it_value.tv_sec=2;

value.it_value.tv_usec=0;

/*设定执行任务的时间间隔也为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。

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。

如果函数init_sigaction报错：

解决方法：在文件最开头加上如下代码（在所有#include之前）

#define _XOPEN_SOURCE 

法二

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>

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*/

/*向主进程发送信号，实际上是自己给自己发信号*/

sigqueue(getpid(),50, tsval);

}return0;}

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。

法三

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>

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;

/*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;}}return0;}

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。(注：1秒=1000毫秒ms =10⁶微秒µs) 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。

[编辑]附：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;}