浅析Linux中的时间编程和实现原理（一） Linux应用层的时间编程

发布时间：2016-09-07 14:55:31 所属栏目：Linux 来源：站长网

导读：引子我们都生活在时间中，但却无法去思考它。什么是时间呢？似乎这是一个永远也不能被回答的问题。然而作为一个程序员，在工作中，总有那么几次我必须思考什么

清单 10，结构 sigevent

struct sigevent {
int sigev_notify; /* Notification method */
int sigev_signo; /* Notification signal */
union sigval sigev_value; /* Data passed with
notification */
void (*sigev_notify_function) (union sigval);
/* Function used for thread
notification (SIGEV_THREAD) */
void *sigev_notify_attributes;
/* Attributes for notification thread
(SIGEV_THREAD) */
pid_t sigev_notify_thread_id;
/* ID of thread to signal (SIGEV_THREAD_ID) */
};

其中 sigev_notify 表示通知方式，有如下几种：

浅析Linux中的时间编程和实现原理（一） Linux应用层的时间编程

如果采用 SIGEV_NONE 方式，使用者必须调用timer_gettime 函数主动读取定时器已经走过的时间。类似轮询。

如果采用 SIGEV_SIGNAL 方式，使用者可以选择使用什么信号，用 sigev_signo 表示信号值，比如 SIG_ALARM。

如果使用 SIGEV_THREAD 方式，则需要设置 sigev_notify_function，当 Timer 到期时，将使用该函数作为入口启动一个线程来处理信号；sigev_value 保存了传入 sigev_notify_function 的参数。sigev_notify_attributes 如果非空，则应该是一个指向 pthread_attr_t 的指针，用来设置线程的属性（比如 stack 大小,detach 状态等）。

SIGEV_THREAD_ID 通常和 SIGEV_SIGNAL 联合使用，这样当 Timer 到期时，系统会向由 sigev_notify_thread_id 指定的线程发送信号，否则可能进程中的任意线程都可能收到该信号。这个选项是 Linux 对 POSIX 标准的扩展，目前主要是 GLibc 在实现 SIGEV_THREAD 的时候使用到，应用程序很少会需要用到这种模式。

启动定时器

创建 Timer 之后，便可以调用 timer_settime() 函数指定定时器的时间间隔，并启动该定时器了。

int timer_settime(timer_t timerid, int flags,

const struct itimerspec *new_value,

struct itimerspec * old_value);

第一次看到 timer_settime 的参数列表或许会令人觉得费解。先来看看 new_value 和 old_value，它们都是 struct itimerspec 数据结构。

struct itimerspec

{

struct timespec it_interval; //定时器周期值

struct timespec it_value; //定时器到期值

};

启动和停止 Timer 都可以通过设置 new_value 来实现：

new_value->it_interval 为定时器的周期值，比如 1 秒，表示定时器每隔 1 秒到期；

new_value->it_value 如果大于 0，表示启动定时器，Timer 将在 it_value 这么长的时间过去后到期，此后每隔 it_interval 便到期一次。如果 it_value 为 0，表示停止该 Timer。

有些时候，应用程序会先启动用一个时间间隔启动定时器，随后又修改该定时器的时间间隔，这都可以通过修改 new_value 来实现；假如应用程序在修改了时间间隔之后希望了解之前的时间间隔设置，则传入一个非 NULL 的 old_value 指针，这样在 timer_settime() 调用返回时，old_value 就保存了上一次 Timer 的时间间隔设置。多数情况下我们并不需要这样，便可以简单地将 old_value 设置为 NULL，忽略它。

下面给出一个使用 posix timer 的例子程序。最传统的例子就是创建通知方式为 SIGEV_SIGNAL 的 Timer。这样当定时器到期时，将产生信号通知，主程序需要定义自己的信号处理函数，来处理信号到期事件。这种例子比比皆是，我打算在这里写一个采用通知方式为 SIGEV_THREAD 的例子。该例子程序从 main 函数开始主线程，在开始的时候打印出主线程的进程 ID 和线程 ID。

清单 11，打印 TID

pid_t tid = (pid_t) syscall (SYS_gettid);

printf("start program in PID:[%d]TID:[%d]n",getpid(),tid);

获得 ThreadID 的系统调用尚未被 GLibC 标准化，因此这里直接调用 syscall。

然后，主线程初始化创建 Timer 所需要的数据结构：

清单 12，设置通知方式

se.sigev_notify = SIGEV_THREAD;

se.sigev_value.sival_ptr = &timer_id;

se.sigev_notify_function = timer_thread;

se.sigev_notify_attributes = NULL;

status = timer_create(CLOCK_REALTIME, &se, &timer_id);

这里将通知方式设为 SIGEV_THREAD，timer_thread 为线程入口函数。