【linux 开发】定时器使用setitimer

时间:2022-06-15 00:03:46

setitimer

Linux 为每一个进程提供了 3 个 setitimer 间隔计时器:

  • ITIMER_REAL:减少实际时间,到期的时候发出 SIGALRM 信号。
  • ITIMER_VIRTUAL:减少有效时间 (进程执行的时间),产生 SIGVTALRM 信号。
  • ITIMER_PROF:减少进程的有效时间和系统时间 (为进程调度用的时间)。这个经常和上面一个使用用来计算系统内核时间和用户时间。产生 SIGPROF 信号。

所谓 REAL 时间,即我们人类自然感受的时间,英文计算机文档中也经常使用 wall-clock 这个术语。说白了就是我们通常所说的时间,比如现在是下午 5 点 10 分,那么一分钟的 REAL 时间之后就是下午 5 点 11 分。

VIRTUAL 时间是进程执行的时间,Linux 是一个多用户多任务系统,在过去的 1 分钟内,指定进程实际在 CPU 上的执行时间往往并没有 1 分钟,因为其他进程会被 Linux 调度执行,在那些时间内,虽然自然时间在流逝,但指定进程并没有真正的运行。VIRTUAL 时间就是指定进程真正的有效执行时间。比如 5 点 10 分开始的 1 分钟内,进程 P1 被 Linux 调度并占用 CPU 的执行时间为 30 秒,那么 VIRTUAL 时间对于进程 P1 来讲就是 30 秒。此时自然时间已经到了 5 点 11 分,但从进程 P1 的眼中看来,时间只过了 30 秒。

PROF 时间比较独特,对进程 P1 来说从 5 点 10 分开始的 1 分钟内,虽然自己的执行时间为 30 秒,但实际上还有 10 秒钟内核是在执行 P1 发起的系统调用,那么这 10 秒钟也被加入到 PROF 时间。这种时间定义主要用于全面衡量进程的性能,因为在统计程序性能的时候,10 秒的系统调用时间也应该算到 P1 的头上。这也许就是 PROF 这个名字的来历吧。

使用 setitimer Timer 需要了解下面这些接口 API:

int getitimer(int which,struct itimerval *value); 
int setitimer(int which,struct itimerval *newval,
struct itimerval *oldval);

itimerval 的定义如下:

struct itimerval { 
struct timeval it_interval;
struct timeval it_value;
}

getitimer 函数得到间隔计时器的时间值,保存在 value 中。

setitimer 函数设置间隔计时器的时间值为 newval. 并将旧值保存在 oldval 中;which 表示使用三个计时器中的哪一个。

itimerval 结构中的 it_value 是第一次调用后触发定时器的时间,当这个值递减为 0 时,系统会向进程发出相应的信号。此后将以 it_internval 为周期定时触发定时器。

给出一个具体的例子:

清单 9,setitmer 例子
void print_info(int signo) 
{
printf(“timer fired\n”); //简单的打印,表示 timer 到期
}

void init_sigaction(void)
{
struct sigaction act;
act.sa_handler= print_info;
act.sa_flags=0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGPROF,&act,NULL); //设置信号 SIGPROF 的处理函数为 print_info
}

void init_time()
{
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec=2;
value.it_value.tv_usec=0;
value.it_interval=value.it_value;
setitimer(ITIMER_PROF,&value,NULL); //初始化 timer,到期发送 SIGPROF 信号
}

int main()
{
len=strlen(prompt);
init_sigaction();
init_time();
while(1);
exit(0);
}

这个程序使用 PROF 时间,每经过两秒 PROF 时间之后就会打印一下 timer fired 字符串。

需要指出:setitimer 计时器的精度为 ms,即 1000 分之 1 秒,足以满足绝大多数应用程序的需要。但多媒体等应用可能需要更高精度的定时,那么就需要考虑使用下一类定时器:POSIX Timer。