LINUX 定時器的實現方式__LINUX

使用定時器的目的無非是為了周期性的執行某一任務，或者是到了一個指定時間去執行某一個任務。要達到這一目的，一般有兩個常見的比較有效方法。一個是用linux內部的三個定時器，另一個是用sleep, usleep函數讓進程睡眠一段時間，其實，還有一個方法，那就是用gettimeofday, difftime等自己來計算時間間隔，然後時間到了就執行某一任務，但是這種方法效率低，所以不常用。

　　首先來看看linux作業系統為每一個進程提供的3個內部計時器。

　　ITIMER_REAL: 給一個指定的時間間隔，按照實際的時間來減少這個計數，當時間間隔為0的時候發出SIGALRM訊號

　　ITIMER_VIRTUAL: 給定一個時間間隔，當進程執行的時候才減少計數，時間間隔為0的時候發出SIGVTALRM訊號

　　ITIMER_PROF: 給定一個時間間隔，當進程執行或者是系統為進程調度的時候，減少計數，時間到了，發出SIGPROF訊號，這個和ITIMER_VIRTUAL聯合，常用來計算系統核心程式的時間和使用者時間。

　　用到的函數有：

　　#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; /*時間間隔*/ 　　struct timeval it_value; /*目前時間計數*/ 　　};

　　it_interval用來指定每隔多長時間執行任務， it_value用來儲存目前時間離執行任務還有多長時間。比如說， 你指定it_interval為2秒(微秒為0)，開始的時候我們把it_value的時間也設定為2秒（微秒為0），當過了一秒， it_value就減少一個為1， 再過1秒，則it_value又減少1，變為0，這個時候發出訊號（告訴使用者時間到了，可以執行任務了），並且系統自動把it_value的時間重設為it_interval的值，即2秒，再重新計數。

　　為了協助你理解這個問題，我們來看一個例子：

　　

      #include <sys/time.h> 　　#include <stdio.h> 　　#include <unistd.h> 　　#include <signal.h> 　　#include <string.h> 　　static char msg[] = "time is running out/n"; 　　static int len; 　　// 向標準錯誤輸出資訊，告訴使用者時間到了 　　void prompt_info(int signo) 　　{ 　　write(STDERR_FILENO, msg, len); 　　} 　　// 建立訊號處理機制 　　void init_sigaction(void) 　　{ 　　struct sigaction tact; 　　/*訊號到了要執行的任務處理函數為prompt_info*/ 　　tact.sa_handler = prompt_info; 　　tact.sa_flags = 0; 　　/*初始化訊號集*/ 　　sigemptyset(&tact.sa_mask); 　　/*建立訊號處理機制*/ 　　sigaction(SIGALRM, &tact, NULL); 　　} void init_time() 　　{ 　　struct itimerval value; 　　/*設定執行任務的時間間隔為2秒0微秒*/ 　　value.it_value.tv_sec = 2; 　　value.it_value.tv_usec = 0; 　　/*設定初始時間計數也為2秒0微秒*/ 　　value.it_interval = value.it_value; 　　/*設定計時器ITIMER_REAL*/ 　　setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL); 　　} 　　int main() 　　{ 　　len = strlen(msg); 　　init_sigaction(); 　　init_time(); 　　while ( 1 ); 　　exit(0); 　　}

      該程式的ITMER_REAL定時器，每隔2秒鐘都會發送一個SIGALRM訊號，當主函數接收到了這個訊號之後，調用訊號處理函數prompt_info在標準錯誤上輸出time is running out這個字串。

　　對於ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的使用方法類似，當你在setitimer裡面設定的定時器為ITIMER_VIRTUAL的時候，你把sigaction裡面的SIGALRM改為SIGVTALarm, 同理，ITIMER_PROF對應SIGPROF。

　　不過，你可能會注意到，當你用ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF的時候，你拿一個秒錶，你會發現程式輸出字串的時間間隔會不止2秒，甚至5-6秒才會輸出一個，至於為什麼，自己好好琢磨一下^_^

      #include <signal.h> 　　#include <unistd.h> 　　#include <string.h> 　　#include <stdio.h> 　　static char 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*/ 　　/*向主進程發送訊號，實際上是自己給自己發訊號*/ 　　sigqueue(getpid(), 50, tsval); 　　} 　　return 0; 　　}

　　下面我們來看看用sleep以及usleep怎麼實現定時執行任務。

　　看到了吧，這個要比上面的簡單多了，而且你用秒錶測一下，時間很准，指定2秒到了就給你輸出一個字串。所以，如果你只做一般的定時，到了時間去執行一個任務，這種方法是最簡單的。

　　下面我們來看看，通過自己計算時間差的方法來定時：

       #include <signal.h> 　　#include <unistd.h> 　　#include <string.h> 　　#include <stdio.h> 　　#include <time.h> 　　static char 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; 　　/*擷取目前時間*/ 　　time(&nowtime); 　　/*和上一次的時間做比較，如果大於等於2秒，則立刻發送訊號*/ 　　if (nowtime - lasttime >= 2) 　　{ 　　/*向主進程發送訊號，實際上是自己給自己發訊號*/ 　　sigqueue(getpid(), 50, tsval); 　　lasttime = nowtime; 　　} 　　} 　　return 0; 　　}

　　這個和上面不同之處在於，是自己手工計算時間差的，如果你想更精確的計算時間差，你可以把 time 函數換成gettimeofday，這個可以精確到微妙。

　　上面介紹的幾種定時方法各有千秋，在計時效率上、方法上和時間的精確度上也各有不同，採用哪種方法，就看你程式的需要了。