• linux的定时器(timer_create,timer_gettime,timer_delete,SIGEV_SIGNAL)


    ref : http://blog.chinaunix.net/uid-28458801-id-5035347.html


     

    系统中的一个模块需要频繁的获取系统时间,使用linux中内置的函数开销过大,因为需要的精度不是很高(毫秒级),索性用signal函数配合setitimer实现了个简易的全局时钟。

    但是后来发现,SIGALRM的中断信号回终止sleep,因为sleep就是用SIGALRM信号量实现的,得另想方案。

    这个替代方案就是POSIX中内置的定时器:timer_create()(创建)、timer_settime()(初始化)以及 timer_delete(销毁),将自己的时间信号处理函数用timer_create注册为SIGUSR2,这样就不会中断sleep了。

    以下内容转载自smart的BLOG,很详细。

    POSIX定时器:timer_settime()

    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)

    1. struct itimespec{  
    2.     struct timespec it_interval;   
    3.     struct timespec it_value;   
    4. };   


    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.


    1. struct sigevent  
    2.   
    3. {  
    4.     int sigev_notify; //notification type  
    5.     int sigev_signo; //signal number  
    6.     union sigval   sigev_value; //signal valu  
    7.     void (*sigev_notify_function)(union sigval)  
    8.     pthread_attr_t *sigev_notify_attributes  
    9. }  
    10.   
    11. union sigval  
    12.   
    13. {  
    14.   
    15.     int sival_int; //integer valu  
    16.     void *sival_ptr; //pointer value  
    17.   
    18. }  


    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);


    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:

    1. struct timespec{  
    2.   
    3.     time_t tv_sec;  
    4.   
    5.     long tv_nsec;   
    6.   
    7. };  

    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。

    例1:

    1. void handle()  
    2. {  
    3.     time_t t;  
    4.     char p[32];  
    5.   
    6.     time(&t);  
    7.     strftime(p, sizeof(p), "%T", localtime(&t));  
    8.   
    9.     printf("time is %s ", p);  
    10. }  
    11.   
    12.   
    13.   
    14. int main()  
    15. {  
    16.     struct sigevent evp;  
    17.     struct itimerspec ts;  
    18.     timer_t timer;  
    19.     int ret;  
    20.   
    21.     evp.sigev_value.sival_ptr = &timer;  
    22.     evp.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;  
    23.     evp.sigev_signo = SIGUSR1;  
    24.     signal(SIGUSR1, handle);  
    25.   
    26.     ret = timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp, &timer);  
    27.     if( ret )  
    28.         perror("timer_create");  
    29.   
    30.     ts.it_interval.tv_sec = 1;  
    31.     ts.it_interval.tv_nsec = 0;  
    32.     ts.it_value.tv_sec = 3;  
    33.     ts.it_value.tv_nsec = 0;  
    34.   
    35.     ret = timer_settime(timer, 0, &ts, NULL);  
    36.     if( ret )  
    37.     perror("timer_settime");  
    38.   
    39.     while(1);  
    40. }  


    例2:

      1. void handle(union sigval v)  
      2. {  
      3.     time_t t;  
      4.     char p[32];  
      5.   
      6.     time(&t);  
      7.     strftime(p, sizeof(p), "%T", localtime(&t));  
      8.   
      9.     printf("%s thread %lu, val = %d, signal captured. ", p, pthread_self(), v.sival_int);  
      10.     return;  
      11. }  
      12.   
      13.   
      14.   
      15. int main()  
      16. {  
      17.     struct sigevent evp;  
      18.     struct itimerspec ts;  
      19.     timer_t timer;  
      20.     int ret;  
      21.   
      22.     memset (&evp, 0, sizeof (evp));  
      23.     evp.sigev_value.sival_ptr = &timer;  
      24.     evp.sigev_notify = SIGEV_THREAD;  
      25.     evp.sigev_notify_function = handle;  
      26.     evp.sigev_value.sival_int = 3; //作为handle()的参数  
      27.   
      28.     ret = timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp, &timer);  
      29.     if( ret)  
      30.         perror("timer_create");  
      31.   
      32.     ts.it_interval.tv_sec = 1;  
      33.     ts.it_interval.tv_nsec = 0;  
      34.     ts.it_value.tv_sec = 3;  
      35.     ts.it_value.tv_nsec = 0;  
      36.   
      37.     ret = timer_settime(timer, TIMER_ABSTIME, &ts, NULL);  
      38.     if( ret )  
      39.         perror("timer_settime");  
      40.   
      41.     while(1);  

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