POSIX定时器--timer_create等系列

POSIX定时器

最强大的定时器接口来自POSIX时钟系列，其创建、初始化以及删除一个定时器的行动被分为三个不同的函数：timer_create()(创建定时器)、timer_settime()(初始化定时器)以及timer_delete(销毁它)。

创建一个定时器

int timer_create(clockid_t clock_id, struct sigevent *evp, timer_t *timerid)
进程可以通过调用timer_create()创建特定的定时器，定时器是每个进程自己的，不是在fork时继承的。clock_id说明定时器是基于哪个时钟的，*timerid装载的是被创建的定时器的ID。该函数创建了定时器，并将他的ID 放入timerid指向的位置中。参数evp指定了定时器到期要产生的异步通知。如果evp为NULL，那么定时器到期会产生默认的信号，对 CLOCK_REALTIMER来说，默认信号就是SIGALRM。如果要产生除默认信号之外的其它信号，程序必须将 evp->sigev_signo设置为期望的信号码。struct sigevent 结构中的成员evp->sigev_notify说明了定时器到期时应该采取的行动。通常，这个成员的值为SIGEV_SIGNAL,这个值说明在定时器到期时，会产生一个信号。程序可以将成员evp->sigev_notify设为SIGEV_NONE来防止定时器到期时产生信号。

如果几个定时器产生了同一个信号，处理程序可以用 evp->sigev_value来区分是哪个定时器产生了信号。要实现这种功能，程序必须在为信号安装处理程序时，使用struct sigaction的成员sa_flags中的标志符SA_SIGINFO。
clock_id取值为以下：

• CLOCK_REALTIME :Systemwide realtime clock.
• CLOCK_MONOTONIC:Represents monotonic time. Cannot be set.
• CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID :High resolution per-process timer.
• CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID :Thread-specific timer.
• CLOCK_REALTIME_HR :High resolution version of CLOCK_REALTIME.
• CLOCK_MONOTONIC_HR :High resolution version of CLOCK_MONOTONIC.

struct sigevent

{

int sigev_notify; //notification type

int sigev_signo; //signal number

union sigval   sigev_value; //signal value

void (*sigev_notify_function)(union sigval);

pthread_attr_t *sigev_notify_attributes;

}

union sigval

{

int sival_int; //integer value

void *sival_ptr; //pointer value

}

通过将evp->sigev_notify设定为如下值来定制定时器到期后的行为：
SIGEV_NONE：什么都不做，只提供通过timer_gettime和timer_getoverrun查询超时信息。
SIGEV_SIGNAL: 当定时器到期，内核会将sigev_signo所指定的信号传送给进程。在信号处理程序中，si_value会被设定会sigev_value。
SIGEV_THREAD: 当定时器到期，内核会(在此进程内)以sigev_notification_attributes为线程属性创建一个线程，并且让它执行sigev_notify_function，传入sigev_value作为为一个参数。

启动一个定时器

timer_create()所创建的定时器并未启动。要将它关联到一个到期时间以及启动时钟周期，可以使用timer_settime()。

int timer_settime(timer_t timerid, int flags,

const struct itimerspec *value, struct itimerspect *ovalue);

struct itimespec{

struct timespec it_interval;

struct timespec it_value;

};

如同settimer()，it_value用于指定当前的定时器到期时间。当定时器到期，it_value的值会被更新成it_interval 的值。如果it_interval的值为0，则定时器不是一个时间间隔定时器，一旦it_value到期就会回到未启动状态。timespec的结构提供了纳秒级分辨率：

struct timespec{

time_t tv_sec;

long tv_nsec;

};

如果flags的值为TIMER_ABSTIME，则value所指定的时间值会被解读成绝对值(此值的默认的解读方式为相对于当前的时间)。这个经修改的行为可避免取得当前时间、计算“该时间”与“所期望的未来时间”的相对差额以及启动定时器期间造成竞争条件。
如果ovalue的值不是NULL，则之前的定时器到期时间会被存入其所提供的itimerspec。如果定时器之前处在未启动状态，则此结构的成员全都会被设定成0。

获得一个活动定时器的剩余时间

int timer_gettime(timer_t timerid,struct itimerspec *value);

取得一个定时器的超限运行次数

有可能一个定时器到期了，而同一定时器上一次到期时产生的信号还处于挂起状态。在这种情况下，其中的一个信号可能会丢失。这就是定时器超限。程序可以通过调用timer_getoverrun来确定一个特定的定时器出现这种超限的次数。定时器超限只能发生在同一个定时器产生的信号上。由多个定时器，甚至是那些使用相同的时钟和信号的定时器，所产生的信号都会排队而不会丢失。

int timer_getoverrun(timer_t timerid);

执行成功时，timer_getoverrun()会返回定时器初次到期与通知进程(例如通过信号)定时器已到期之间额外发生的定时器到期次数。举例来说，在我们之前的例子中，一个1ms的定时器运行了10ms，则此调用会返回9。如果超限运行的次数等于或大于DELAYTIMER_MAX，则此调用会返回DELAYTIMER_MAX。
执行失败时，此函数会返回-1并将errno设定会EINVAL，这个唯一的错误情况代表timerid指定了无效的定时器。

删除一个定时器

int timer_delete (timer_t timerid);

一次成功的timer_delete()调用会销毁关联到timerid的定时器并且返回0。执行失败时，此调用会返回-1并将errno设定会 EINVAL，这个唯一的错误情况代表timerid不是一个有效的定时器。

程序1：采用新线程派驻的通知方式

[cpp] view plain copy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <signal.h>  
3. #include <time.h>  
4. #include <string.h>  
5. #include <stdlib.h>  
6. #include <unistd.h>  
7.   
8. #define CLOCKID CLOCK_REALTIME  
9.   
10. void timer_thread(union sigval v)  
11. {  
12.     printf("timer_thread function! %d\n", v.sival_int);  
13. }  
14.   
15. int main()  
16. {  
17.     // XXX int timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *evp, timer_t *timerid);  
18.     // clockid--值：CLOCK_REALTIME,CLOCK_MONOTONIC，CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID,CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID  
19.     // evp--存放环境值的地址,结构成员说明了定时器到期的通知方式和处理方式等  
20.     // timerid--定时器标识符  
21.     timer_t timerid;  
22.     struct sigevent evp;  
23.     memset(&evp, 0, sizeof(struct sigevent));       //清零初始化  
24.   
25.     evp.sigev_value.sival_int = 111;            //也是标识定时器的，这和timerid有什么区别？回调函数可以获得  
26.     evp.sigev_notify = SIGEV_THREAD;            //线程通知的方式，派驻新线程  
27.     evp.sigev_notify_function = timer_thread;       //线程函数地址  
28.   
29.     if (timer_create(CLOCKID, &evp, &timerid) == -1)  
30.     {  
31.         perror("fail to timer_create");  
32.         exit(-1);  
33.     }  
34.   
35.     // XXX int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *new_value,struct itimerspec *old_value);  
36.     // timerid--定时器标识  
37.     // flags--0表示相对时间，1表示绝对时间  
38.     // new_value--定时器的新初始值和间隔，如下面的it  
39.     // old_value--取值通常为0，即第四个参数常为NULL,若不为NULL，则返回定时器的前一个值  
40.       
41.     //第一次间隔it.it_value这么长,以后每次都是it.it_interval这么长,就是说it.it_value变0的时候会装载it.it_interval的值  
42.     struct itimerspec it;  
43.     it.it_interval.tv_sec = 1;  
44.     it.it_interval.tv_nsec = 0;  
45.     it.it_value.tv_sec = 1;  
46.     it.it_value.tv_nsec = 0;  
47.   
48.     if (timer_settime(timerid, 0, &it, NULL) == -1)  
49.     {  
50.         perror("fail to timer_settime");  
51.         exit(-1);  
52.     }  
53.   
54.     pause();  
55.   
56.     return 0;  
57. }  
58. /* 
59.  * int timer_gettime(timer_t timerid, struct itimerspec *curr_value); 
60.  * 获取timerid指定的定时器的值，填入curr_value 
61.  * 
62.  */  

编译需要librt库支持：

       gcc -o main main.c -lrt

程序2：通知方式为信号的处理方式

[cpp] view plain copy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <time.h>  
3. #include <stdlib.h>  
4. #include <signal.h>  
5. #include <string.h>  
6. #include <unistd.h>  
7.   
8. #define CLOCKID CLOCK_REALTIME  
9.   
10. void sig_handler(int signo)  
11. {  
12.     printf("timer_signal function! %d\n", signo);  
13. }  
14.   
15. int main()  
16. {  
17.     // XXX int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);  
18.     // signum--指定的信号编号，可以指定SIGKILL和SIGSTOP以外的所有信号编号  
19.     // act结构体--设置信号编号为signum的处理方式  
20.     // oldact结构体--保存上次的处理方式  
21.     //  
22.     // struct sigaction   
23.     // {  
24.     // void (*sa_handler)(int);         //信号响应函数地址  
25.     // void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);   //但sa_flags为SA——SIGINFO时才使用  
26.     // sigset_t sa_mask;         //说明一个信号集在调用捕捉函数之前，会加入进程的屏蔽中，当捕捉函数返回时，还原  
27.     // int sa_flags;  
28.     // void (*sa_restorer)(void);   //未用  
29.     // };  
30.     //  
31.     timer_t timerid;  
32.     struct sigevent evp;  
33.   
34.     struct sigaction act;  
35.     memset(&act, 0, sizeof(act));  
36.     act.sa_handler = sig_handler;  
37.     act.sa_flags = 0;  
38.   
39.     // XXX int sigaddset(sigset_t *set, int signum);  //将signum指定的信号加入set信号集  
40.     // XXX int sigemptyset(sigset_t *set);          //初始化信号集  
41.       
42.     sigemptyset(&act.sa_mask);  
43.   
44.     if (sigaction(SIGUSR1, &act, NULL) == -1)  
45.     {  
46.         perror("fail to sigaction");  
47.         exit(-1);  
48.     }  
49.   
50.     memset(&evp, 0, sizeof(struct sigevent));  
51.     evp.sigev_signo = SIGUSR1;  
52.     evp.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;  
53.     if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp, &timerid) == -1)  
54.     {  
55.         perror("fail to timer_create");  
56.         exit(-1);  
57.     }  
58.   
59.     struct itimerspec it;  
60.     it.it_interval.tv_sec = 2;  
61.     it.it_interval.tv_nsec = 0;  
62.     it.it_value.tv_sec = 1;  
63.     it.it_value.tv_nsec = 0;  
64.     if (timer_settime(timerid, 0, &it, 0) == -1)  
65.     {  
66.         perror("fail to timer_settime");  
67.         exit(-1);  
68.     }  
69.   
70.     pause();  
71.   
72.     return 0;  
73. }
    

编译需要librt库支持：

         gcc -o main main.c -lrt