Linux系统调用--getitimer/setitimer函数详解

时间:2022-06-15 00:03:46

忘了说明: setitimer一个进程中只能有一个 下一个会覆盖前一个的定时 想一个进程多个定时器只能自己实现。

setitimer() 不支持在同一进程中同时使用多次以支持多个定时器。

linux有关定时器(setitimer)的叙述是这样的:  
  linux系统给每个进程提供了3个定时器,每个定时器在各自不同的域里面计数。当任何一个timer计数到结束了,系统就发送一个信号(signal)给该进程,同时计数器重置。  
  一共支持以下3中计数器形式:  
    ITIMER_REAL   在real   time中计数器减1,然后等计数往比后发送SIGALRM信号。  
    ITIMER_VIRTUAL   当进程在执行的过程中计数,然后当计数完毕后发送SIGVTALRM信号给该进程。  
    ITIMER_PROF   在该进程被执行和系统在代表该进程执行的时间都进行计数  


【getitimer/setitimer系统调用】
 
功能描述:
获取或设定间歇计时器的值。系统为进程提供三种类型的计时器,每一类以不同的时间域递减其值。当计时器超时,信号被发送到进程,之后计时器重启动。


用法:
#include

int getitimer(int which, struct itimerval *value);
int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue);

 
参数:
which:间歇计时器类型,有三种选择

ITIMER_REAL //数值为0,计时器的值实时递减,发送的信号是SIGALRM。
ITIMER_VIRTUAL //数值为1,进程执行时递减计时器的值,发送的信号是SIGVTALRM。
ITIMER_PROF //数值为2,进程和系统执行时都递减计时器的值,发送的信号是SIGPROF。

value,ovalue:时间参数,原型如下

struct itimerval

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

{
                long tv_sec;               
                long tv_usec;              
};

getitimer()用计时器的当前值填写value指向的结构体。

setitimer()将value指向的结构体设为计时器的当前值,如果ovalue不是NULL,将返回计时器原有值。


返回说明:
成功执行时,返回0。失败返回-1,errno被设为以下的某个值
EFAULT:value或ovalue是不有效的指针
EINVAL:其值不是ITIMER_REAL,ITIMER_VIRTUAL 或 ITIMER_PROF之一


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>

void PrintMsg(int Num)
{
    printf("%s\n", "Hello World");

    return;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    signal(SIGALRM, PrintMsg);

    struct itimerval tick;
    tick.it_value.tv_sec = 10;  //十秒钟后将启动定时器
    tick.it_value.tv_usec = 0;
    tick.it_interval.tv_sec  =1; //定时器启动后,每隔1秒将执行相应的函数
    tick.it_interval.tv_usec = 0;

    //setitimer将触发SIGALRM信号
    int ret = setitimer(ITIMER_REAL, &tick, NULL);

    if ( ret != 0)
    {
        printf("Set timer error. %s \n", strerror(errno) );

        return -1;
    }

    printf("Wait!\n");

    getchar();

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>

/*设置定时器到达时间*/
#define REFRESH_TIME 10

/*设置定时器*/
void set_refresh_time(int sec)
{
    struct itimerval nvalue;
    nvalue.it_value.tv_sec = sec;
    nvalue.it_value.tv_usec = 0;
    nvalue.it_interval.tv_sec = sec;//每隔sec时间触发一次定时器
    nvalue.it_interval.tv_usec = 0;

    /*此处使用的是ITIMER_REAL,所以对应的是SIGALRM信号*/
    setitimer(ITIMER_REAL, &nvalue, NULL);
}

/*定时器处理函数*/
void timer_handler(int msg)
{
    switch(msg) {
        case SIGALRM:
            printf("to do someting when set timer is comming\n");
            break;

        default:
            break;
    }

    return;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int value;
    /*设置SIGALRM信号的处理函数,即定时器处理函数*/
    signal(SIGALRM, timer_handler);
    if(!argv[1]) {
       Printf("use default time %d\n", REFRESH_TIME);
       /*设置定时器*/
       set_refresh_time(REFRESH_TIME);
    } else {
       value = atoi(argv[1]);
       set_refresh_time(value);
    }

    while(1) {

    }
}

select的巧妙用法

int msSleep(long ms) {
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = 0;
    tv.tv_usec = ms;
    return select(0, NULL, NULL, NULL, &tv);
}
这样使用的好处:
上面这段代码作者有这样的话
“老大建议我们在对精度要求较高的情况下使用select()作为定时器,最大的好处就是不会影响信号处理线程安全,而且精度能得到保证。在这个实验中,当时间延时时间较长时,select和pselect表现较差,当时间小于1毫秒时,他们的精确度便提高了,表现与usleep、nanosleep不相上下,有时精度甚至超过后者。

附:select 函数使用。
<pre name="code" class="cpp">int main(int argc, char **argv)
{
    int sock;
    FILE *fp;
    struct fd_set fds;
    struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒,3秒轮询,要非阻塞就置0
    char buffer[256]={0}; //256字节的接收缓冲区

    while(1)
    {
        FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空集合,否则不能检测描述符变化
        FD_SET(sock,&fds); //添加描述符
        FD_SET(fp,&fds); //同上
        maxfdp=sock>fp?sock+1:fp+1; //描述符最大值加1
        switch(select(maxfdp,&fds,&fds,NULL,&timeout)) //select使用
        {
            case -1: exit(-1);break; //select错误,退出程序
            case 0:break; //再次轮询,timeout
            default:
               if(FD_ISSET(sock,&fds)) //测试sock是否可读,即是否网络上有数据
               {
                  recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受网络数据
                  if(FD_ISSET(fp,&fds)) //测试文件是否可写
                  fwrite(fp,buffer...);//写入文件
                  buffer清空;
               }
               break; // end if break;
         }
    }
}
 
 

今天看书看到了关于alarm的一些用法,自己有在网上找了些资料看了下;1。alarm()执行后,进程将继续执行,在后期(alarm以后)的执行过程中将会在seconds秒后收到信号SIGALRM并执行其处理函数。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void sigalrm_fn(int sig)
{
    printf("alarm!\n");
    alarm(2);
    return;
}
int main(void)
{
    signal(SIGALRM, sigalrm_fn);
    alarm(1);
    while(1) pause();
}

2.alarm定时器,但是只能精确到秒,然而我们如果需要用到更精准的怎么办?经过群里的大牛知道,看了下可以用setitimer int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue)); setitimer()比alarm功能强大,支持3种类型的定时器:    ITIMER_REAL :     以系统真实的时间来计算,它送出SIGALRM信号。    ITIMER_VIRTUAL : -以该进程在用户态下花费的时间来计算,它送出SIGVTALRM信号。    ITIMER_PROF :     以该进程在用户态下和内核态下所费的时间来计算,它送出SIGPROF信号。    setitimer()第一个参数which指定定时器类型(上面三种之一);第二个参数是结构itimerval的一个实例;第三个参数可不做处理。    setitimer()调用成功返回0,否则返回-1。

    下面是关于setitimer调用的一个简单示范,在该例子中,每隔一秒发出一个SIGALRM,每隔0.5秒发出一个SIGVTALRM信号:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
int sec;
void sigroutine(int signo){
    switch (signo){
        case SIGALRM:
            printf("Catch a signal -- SIGALRM \n");
            signal(SIGALRM, sigroutine);
            break;
        case SIGVTALRM:
            printf("Catch a signal -- SIGVTALRM \n");
            signal(SIGVTALRM, sigroutine);
            break;
    }
    return;
}
int main()
{
    struct itimerval value, ovalue, value2;          //(1)
    sec = 5;
    printf("process id is %d\n", getpid());
    signal(SIGALRM, sigroutine);
    signal(SIGVTALRM, sigroutine);
    value.it_value.tv_sec = 1;
    value.it_value.tv_usec = 0;
    value.it_interval.tv_sec = 1;
    value.it_interval.tv_usec = 0;
    setitimer(ITIMER_REAL, &value, &ovalue);     //(2)
    value2.it_value.tv_sec = 0;
    value2.it_value.tv_usec = 500000;
    value2.it_interval.tv_sec = 0;
    value2.it_interval.tv_usec = 500000;
    setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2, &ovalue);
    for(;;)
        ;
}

setitimer不会引起线程的阻塞、也不会引起线程的切换动作,就是简单的启动一个定时器,开始定时,而且这种定时应该是基于内核的,(windwos的settimer是基于一种消息的模型);setitimer虽然有三种类型ITIMER_REAL,ITIMER_VIRTUAL ITIMER_PROF,但是在同一时间同一进程,一种类型的只能有1个setitimer;如果我们需要多个定时器怎么办?3.

#include<stdio.h>  
#include<stdlib.h>  
#include<time.h>  
#include<sys/time.h>  
#include<errno.h>  
#include<string.h>  
#include<unistd.h>  
#include<sys/types.h>  
#include<sys/select.h>  
 
 
int main(int argc, char **argv) 
{ 
    unsigned int nTimeTestSec = 0; 
    unsigned int nTimeTest = 0; 
    struct timeval tvBegin; 
    struct timeval tvNow; 
    int ret = 0; 
    unsigned int nDelay = 0; 
    struct timeval tv; 
    int fd = 1; 
    int i = 0; 
    struct timespec req; 
 
    unsigned int delay[20] =  
        {500000, 100000, 50000, 10000, 1000, 900, 500, 100, 10, 1, 0}; 
    int nReduce = 0; //误差  
 
    fprintf(stderr, "%19s%12s%12s%12s\n", "fuction", "time(usec)", "realtime", "reduce"); 
    fprintf(stderr, "----------------------------------------------------\n"); 
    for (i = 0; i < 20; i++) 
    { 
        if (delay[i] <= 0) 
            break; 
        nDelay = delay[i]; 
        //test sleep  
        gettimeofday(&tvBegin, NULL); 
        ret = usleep(nDelay); 
        if(ret == -1) 
        { 
            fprintf(stderr, "usleep error, errno=%d [%s]\n", errno, strerror(errno)); 
        } 
        gettimeofday(&tvNow, NULL); 
        nTimeTest = (tvNow.tv_sec - tvBegin.tv_sec) * 1000000 + tvNow.tv_usec - tvBegin.tv_usec; 
        nReduce = nTimeTest - nDelay; 
 
         fprintf (stderr, "\t usleep       %8u   %8u   %8d\n", nDelay, nTimeTest,nReduce); 
 
         //test nanosleep  
         req.tv_sec = nDelay/1000000; 
         req.tv_nsec = (nDelay%1000000) * 1000; 
 
         gettimeofday(&tvBegin, NULL); 
         ret = nanosleep(&req, NULL); 
         if (-1 == ret) 
         { 
            fprintf (stderr, "\t nanousleep   %8u   not support\n", nDelay); 
         } 
         gettimeofday(&tvNow, NULL); 
         nTimeTest = (tvNow.tv_sec - tvBegin.tv_sec) * 1000000 + tvNow.tv_usec - tvBegin.tv_usec; 
         nReduce = nTimeTest - nDelay; 
         fprintf (stderr, "\t nanosleep    %8u   %8u   %8d\n", nDelay, nTimeTest,nReduce); 
 
         //test select  
         tv.tv_sec = 0; 
         tv.tv_usec = nDelay; 
 
         gettimeofday(&tvBegin, NULL); 
         ret = select(0, NULL, NULL, NULL, &tv); 
         if (-1 == ret) 
         { 
            fprintf(stderr, "select error. errno = %d [%s]\n", errno, strerror(errno)); 
         } 
 
         gettimeofday(&tvNow, NULL); 
         nTimeTest = (tvNow.tv_sec - tvBegin.tv_sec) * 1000000 + tvNow.tv_usec - tvBegin.tv_usec; 
         nReduce = nTimeTest - nDelay; 
         fprintf (stderr, "\t select       %8u   %8u   %8d\n", nDelay, nTimeTest,nReduce); 
 
         //pselcet  
         req.tv_sec = nDelay/1000000; 
         req.tv_nsec = (nDelay%1000000) * 1000; 
 
         gettimeofday(&tvBegin, NULL); 
         ret = pselect(0, NULL, NULL, NULL, &req, NULL); 
         if (-1 == ret) 
         { 
            fprintf(stderr, "select error. errno = %d [%s]\n", errno, strerror(errno)); 
         } 
 
         gettimeofday(&tvNow, NULL); 
         nTimeTest = (tvNow.tv_sec - tvBegin.tv_sec) * 1000000 + tvNow.tv_usec - tvBegin.tv_usec; 
         nReduce = nTimeTest - nDelay; 
         fprintf (stderr, "\t pselect      %8u   %8u   %8d\n", nDelay, nTimeTest,nReduce); 
 
         fprintf (stderr, "--------------------------------\n"); 
 
    } 
     
    return 0; 
} 

int msSleep(long ms) {
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = 0;
    tv.tv_usec = ms;
    return select(0, NULL, NULL, NULL, &tv);
}
上面这段代码作者有这样的话
“老大建议我们在对精度要求较高的情况下使用select()作为定时器,最大的好处就是不会影响信号处理线程安全,而且精度能得到保证。在这个实验中,当时间延时时间较长时,select和pselect表现较差,当时间小于1毫秒时,他们的精确度便提高了,表现与usleep、nanosleep不相上下,有时精度甚至超过后者。

查了下上面4个函数,select,和sleep是可重入函数,在使用的时候会引起线程的切换;所以有“不会影响信号处理线程安全”而usleep,nanosleep,不可重入函数,程序是在暂停状态,也就是不能线程切换;但是不知道setitimer会不会记时;