《精通Unix下C语言编程与项目实践》之六
精确定时器设置
作者：朱云翔，胡平
10.5.2 精通定时器设置
函数alarm设置的定时器只能精确到秒，而以下函数理论上可以精确到微妙：
#include <sys/select.h>
#include <sys/itimer.h>
int getitimer(int which, struct itimerval *value);
int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue);
函数setitimer可以提供三种定时器，它们相互独立，任意一个定时完成都将发送定时信号到进程，并且自动重新计时。参数which确定了定时器的类型，如表10-6所示：
表10-6 参数which与定时器类型
取值
含义
信号发送
ITIMER_REAL
定时真实时间，与alarm类型相同。
SIGALRM
ITIMER_VIRT
定时进程在用户态下的实际执行时间。
SIGVTALRM
ITIMER_PROF
定时进程在用户态和核心态下的实际执行时间。
SIGPROF
这三种定时器定时完成时给进程发送的信号各不相同，其中ITIMER_REAL类定时器发送SIGALRM信号，ITIMER_VIRT类定时器发送SIGVTALRM信号，ITIMER_REAL类定时器发送SIGPROF信号。
函数alarm本质上设置的是低精确、非重载的ITIMER_REAL类定时器，它只能精确到秒，并且每次设置只能产生一次定时。函数setitimer设置的定时器则不同，它们不但可以计时到微妙（理论上），还能自动循环定时。在一个Unix进程中，不能同时使用alarm和ITIMER_REAL类定时器。
结构itimerval描述了定时器的组成：
struct itimerval
{
struct tim. it_interval; /* 下次定时取值 */
struct tim. it_value; /* 本次定时设置值 */
}
结构tim.描述了一个精确到微妙的时间：
struct tim.
{
long tv_sec; /* 秒（1000000微秒） */
long tv_usec; /* 微妙 */
}
函数setitimer设置一个定时器，参数value指向一个itimerval结构，该结构决定了设置的定时器信息，结构成员it_value指定首次定时的时间，结构成员it_interval指定下次定时的时间。定时器工作时，先将it_value的时间值减到0，发送一个信号，再将it_value赋值为it_interval的值，重新开始定时，如此反复。如果it_value值被设置为0，则定时器停止定时；如果it_value值不为0但it_interval值为0，则定时器在一次定时后终止。
函数setitimer调用成功时返回0，否则返回-1，参数ovalue如果不为空，返回上次的定时器状态。
函数getitimer获取当前的定时器状态，整型参数which指定了读取的定时器类型，参数value返回定时器状态。函数调用成功返回0，否则返回-1。
例1. 设置一个定时器，每2.5秒产生一个SIGALRM信号。
答：将itimerval结构的成员it_interval和成员it_value均赋值为2.5秒即可：
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec=2;
value.it_value.tv_usec=500000;
value.it_interval.tv_sec=2;
value.it_interval.tv_usec=500000;
setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);
函数setitimer设置的定时器可以重复定时，无需多次调用。
例2. 设置一个定时器，进程在用户态下执行1秒钟后发出首次信号，以后进程每在用户态下执行3秒钟，发送一个信号。
答：将itimerval结构的成员it_value均赋值为1秒，成员it_interval赋值为3秒即可：
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec=1;
value.it_value.tv_usec=0;
value.it_interval.tv_sec=3;
value.it_interval.tv_usec=0;
setitimer(ITIMER_VIRT, &value, NULL);
例3. 取消一个ITIMER_PROF类定时器。
答：将itimerval结构的成员it_value均赋值为0秒即可：
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec=1;
value.it_value.tv_usec=0;
setitimer(ITIMER_PROF, &value, NULL);
例4. 设置一个定时1.5秒的真实时间定时器，它仅发送一次信号就自动取消。
答：将itimerval结构的成员it_value均赋值为1.5秒，成员it_interval赋值为0秒即可：
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec=1;
value.it_value.tv_usec=500000;
value.it_interval.tv_sec=0;
value.it_interval.tv_usec=0;
setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);
精确定时器实例
本处设计了一个精确定时器的例子，进程每隔1.5秒数发送定时信号SIGPROF，在接收到信号时将打印定时的次数，用户可以键入CTRL_C或DELETE结束程序，如代码10-11所示：
代码10-11 精确定时器实例（节自/code/chapter10/time4.c）
#include <sys/select.h>
#include <sys/itimer.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
int n = 0;
void timefunc(int sig) /* 定时事件代码 */
{
fprintf(stderr, "ITIMER_PROF[%d]\n", n++);
signal(SIGPROF, timefunc); /* 捕获定时信号 */
}
void main()
{
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec=1; /* 定时1.5秒 */
value.it_value.tv_usec=500000;
value.it_interval.tv_sec=1; /* 定时1.5秒 */
value.it_interval.tv_usec=500000;
signal(SIGPROF, timefunc); /* 捕获定时信号 */
setitimer(ITIMER_PROF, &value, NULL); /* 定时开始 */
while (1);
}
编译和运行代码10-11：
# make time4
cc -O -o time4 time4.c
# ./time4
ITIMER_PROF[0]
ITIMER_PROF[1]
ITIMER_PROF[2]
ITIMER_PROF[3]
