• Linux定时器

    目录

    setitimer函数实现定时器

    分析：实现定时器，通过itimerval结构体以及函数setitimer产生的信号，系统随之使用signal信号处理函数来处理产生的定时信号，从而实现定时器。

    itimerval结构体

    先看itimerval的结构体

    struct itimerval
{
       /* Value to put into `it_value' when the timer expires. */
       //启动定时器后，每次触发定时器周期时间值
       struct timeval it_interval;
       /* Time to the next timer expiration. */
       //程序跑到这之后，多久启动定时器
       struct timeval it_value;
};

struct timeval
{
       __time_t tv_sec; 		/* Seconds. */
       __suseconds_t tv_usec; 	/* Microseconds. */
};

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    setitimer函数设置定时方式

    setitimer()将value指向的结构体设为计时器的当前值，如果第三个参数oldvalue不是NULL（一般都设为NULL），将返回计时器原有值。

    int setitimer (__itimer_which_t __which,
               const struct itimerval *__restrict __new,
               struct itimerval *__restrict __old)

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    which:三种类型

    • ITIMER_REAL //内核宏定义为0，计时器的值实时递减，减完则发送信号SIGALRM（常用）。
    • ITIMER_VIRTUAL //内核宏定义为1，进程执行时递减计时器的值，发送的信号是SIGVTALRM（了解）。
    • ITIMER_PROF //内核宏定义为2，进程和系统执行时都递减计时器的值，发送的信号是SIGPROF（了解）。

    settimer工作机制

    • 先对it_value倒计时，当it_value为零时触发信号。然后重置为it_interval。继续对it_value倒计时。一直这样循环下去。

    • 基于此机制。setitimer既能够用来延时运行，也可定时运行。

    • 如果it_value为0，不会触发信号，所以要能触发信号，it_value得大于0；

    • 如果it_interval为0，仅仅会延时。不会定时（也就是说仅仅会触发一次信号)。

    • old_value參数，通经常使用不上。设置为NULL，它是用来存储上一次setitimer调用时设置的new_value值。

    signal信号处理

    这边需要捕获对应的信号并进行逻辑处理 ，这个就像单片机的中断处理函数。

    signal(SIGALRM,signal_handler);

返回说明：
成功执行时，返回0。失败返回-1

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    实现代码(1s后开启定时器，然后每隔1s打印hello)

    /*该代码实现的功能是： 1s后开启定时器，然后每隔1s向终端打印hello*/
#include 
#include 
#include 
#include 
static int i;

void signal_handler(int signum)
{
      i++;
      if(i == 2000){//0.5ms溢出一次，一共溢出了2000次，就是1s
          printf("hello\n");
          i = 0;
      }
}

int main()
{
      struct itimerval itv;
      //1、设定定时时间：0.5ms
      itv.it_interval.tv_sec = 0;
      itv.it_interval.tv_usec = 500;
      //2、多久启动定时器：1s后启动
      itv.it_value.tv_sec = 1;
      itv.it_value.tv_usec = 0;
      //3、设定定时方式
      if( -1 == setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL)){
            perror("error");
            exit(-1);
      }
      //4、信号处理
      signal(SIGALRM,signal_handler);
      while(1);
      return 0;
}

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    在这里插入图片描述

    timer_create函数实现定时器(可以传参，可以删除定时器)

    参考：linux定时器

    timer_create创建定时器函数(Sigevent结构体)

    int timer_create(clockid_t clock_id, struct sigevent *evp, timer_t *timerid)

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    成功创建返回0，失败返回-1，并更新错误码。参数中timerid 是创建成功的timer id，另两个参数则相对复杂：

    参数 clock_id ：（可选值如下）

    CLOCK_REALTIME: 			系统保存的时间，比如当前是10点10分，我们起了一个10min的定时器，5min后，我们将系统时间修改成10点10分，定时器还会再过10min到时。
CLOCK_MONOTONIC：			Timer严格按照设定的时间定时，无法通过修改时间改变；
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID：	计时器只记录当前进程所实际花费的时间；比如当前进程只能获得50%的 CPU 时间，为了让进程真正地运行 10 分钟，到10 点 30 分Timer才 到期。
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID：	以线程为计时实体，当前进程中的某个线程真正地运行了一定时间才触发 Timer

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    Sigevent结构体

    struct sigevent {
        int sigev_notify;                    
        int sigev_signo;            
        union sigval sigev_value;     
        void (*sigev_notify_function) (union sigval); 
        void *sigev_notify_attributes;          
        pid_t sigev_notify_thread_id;  
 };
SIGEV_NONE: 	到期时不产生通知;
SIGEV_SIGNAL:	到期时将给进程投递一个信号sigev_signo可以用来指定使用什么信号；
SIGEV_THREAD:	定时器到期时将启动新的线程进行处理,此种情况下需要设置 sigev_notify_function。
				当 Timer 到期时，将使用该函数作为入口启动一个线程来处理信号；sigev_value保存了传入 sigev_notify_funct的参数。
sigev_notify_attributes:
				如果非空，则应该是一个指向 pthread_attr_t 的指针，用来设置线程的属性
				（比如 stack 大小,detach 状态等）；
SIGEV_THREAD_ID:到期时将向指定线程发送信号，通常和 SIGEV_SIGNAL 联合使用，这样当 
				Timer 到期时，系统会向由 sigev_notify_thread_id 指定的线程发
				送信号，否则可能进程中的任意线程都可能收到该信号

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    timer_settime启动定时器函数(itimespec结构体)

    itimespec结构体

    int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *new_value,
                  struct itimerspec * old_value);
 
struct itimespec{
    struct timespec it_interval;
    struct timespec it_value;  
};

struct timespec{
    time_t tv_sec;    	//s
    long tv_nsec;    	//ns
};

参数 timerid： 是调用timer_create函数成功创建的timerid
参数 flags： flags取值只有2个: 0 和 TIMER_ABSTIME。
	当 flags 为 0 时, new_value->it_value 表示希望timer首次到期时的时间与启动timer的时间间隔(例如,希望timer在2秒后到期)；
	当flags为 TIMER_ABSTIME 时, new_value->it_value 表示希望timer首次到期的绝对时间(例如希望timer在01:23:45到期);
	如果new_value->it_value设定的绝对时间早于当前的绝对时间, 那么timer会立即到期；
	如果时钟 CLOCK_REALTIME 被调整了,那么timer的首次过期时间也会适当调整。
参数 new_value ： 配置定时器的时间参数
参数 * old_value ： 获取上一次配置的定时器参数

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    timer_delete删除定时器函数

    int timer_delete (timer_t timerid);

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    实现代码()

    gcc 1.c -lrt//编译链接库   实时库（real time）：shm_open系列

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    #include 
#include 
#include 
#include 


void tm_timeout(union sigval value)
{										//传递参数
	printf("create time sifval:%X\n", value.sival_int);
}

void timeout1(int sig)
{
	time_t times=0;			 //获取到当前时间
	printf("tick time:%ld\n", time(&times) );	
}


void create_time_by_thread(void)
{
	static timer_t times;	//time id
	
	struct itimerspec ts;	//用于配置定时器时间  
	struct sigevent evp;
	
	evp.sigev_notify            = SIGEV_THREAD;	//定时器到期时将启动新的线程进行处理
    evp.sigev_notify_function   = tm_timeout;	//线程函数地址
	evp.sigev_value.sival_int   = 0xFEDC;		//传递参数给tm_timeout函数
    evp.sigev_notify_attributes = NULL;
	
	timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp, &times);
	
	if(1)
	{
		//第一次调用后，每次调用间隔时间，若不需要周期性启动定时器可将下面两个参数设置值为0
		ts.it_interval.tv_sec = 3;
		ts.it_interval.tv_nsec = 0;		
		//第一次调用时间，即程序跑到这多久后启动定时器
		ts.it_value.tv_sec =7;
		ts.it_value.tv_nsec = 0;	
		
		if(0 != timer_settime(times, 0, &ts, NULL))	//3s调用一次tm_timeout
		{
			printf("create timer to start failed\n");
		}
	}
	else
	{
		struct timespec   now;										//获取linux系统时间 
		clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &now);
		ts.it_value.tv_sec =now.tv_sec + 7;
		ts.it_value.tv_nsec = now.tv_nsec + 0;	
		
		if(0 != timer_settime(times, TIMER_ABSTIME, &ts, NULL))		//绝对时间启动定时器
		{
			printf("create timer to start failed\n");
		}
	}
}

void create_timer_by_signal(void)
{
	static timer_t times;
	
	struct itimerspec 	ts;	//用于配置定时器时间
    struct timespec   	now;//获取linux系统时间
	struct sigevent 	evp;
	
	evp.sigev_notify            = SIGEV_SIGNAL;
	evp.sigev_signo 			= SIGUSR1;
	evp.sigev_value.sival_ptr	= ×
    evp.sigev_notify_attributes = NULL;
	timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp, &times);
	
	/*第一次调用后，每次调用间隔时间*/
	ts.it_interval.tv_sec = 3;
	ts.it_interval.tv_nsec = 0;	
	/*第一次调用时间,即程序跑到这多久后启动定时器*/
	ts.it_value.tv_sec =5;
	ts.it_value.tv_nsec = 0;	
	
	signal(SIGUSR1, timeout1);
	
	timer_settime(times, 0, &ts, NULL);	
}

int main(int argc, char *argv[])
{	
	create_time_by_thread();
	create_timer_by_signal();	
	while(1);
	return 0;
}

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