Linux编程：如何实现定时器功能-猿码集

1. 引言

在Linux编程中，实现定时器功能是一项非常重要的任务。定时器用于在特定的时间间隔内执行某个操作，比如定时执行任务、定时发送信号等。本文将详细介绍如何在Linux环境下实现定时器功能。

2. 使用timer_create函数创建定时器

2.1 参数介绍

定时器的创建需要使用到timer_create函数，该函数的原型如下：

int timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *sevp, timer_t *timerid)

其中，clockid参数表示定时器使用的时钟ID，可以选择CLOCK_REALTIME或CLOCK_MONOTONIC；sevp参数用于指定定时器到期时的通知方式；timerid参数是用于存储返回的定时器ID。

2.2 示例代码

下面是一个示例代码，展示了如何使用timer_create函数来创建一个定时器：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
void timer_handler(int signum)
{
    printf("Timer expired\n");
    exit(0);
}
int main()
{
    struct sigevent sev;
    timer_t timerid;
    signal(SIGALRM, timer_handler);
    sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
    sev.sigev_signo = SIGALRM;
    if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid) == -1)
    {
        perror("timer_create");
        return -1;
    }
    struct itimerspec its;
    its.it_value.tv_sec = 5;
    its.it_value.tv_nsec = 0;
    its.it_interval.tv_sec = 0;
    its.it_interval.tv_nsec = 0;
    if (timer_settime(timerid, 0, &its, NULL) == -1)
    {
        perror("timer_settime");
        return -1;
    }
    while (1)
        ;
    return 0;
}

在上述代码中，首先定义了一个信号处理函数timer_handler，用于处理定时器到期时的信号。然后通过signal函数将SIGALRM信号与该处理函数关联起来。

接下来，定义了一个结构体sev，用于指定定时器到期时的通知方式。在本例中，选择了SIGEV_SIGNAL作为通知方式，并将SIGALRM信号作为到期时的信号。

然后调用timer_create函数创建了一个定时器，并将返回的定时器ID存储在timerid变量中。

接下来，定义了一个结构体its，用于配置定时器的时间。在本例中，设置定时器的初始时间为5秒，且不启用定时器的重复功能（即只执行一次）。

最后，通过调用timer_settime函数启动定时器。此时，定时器将在5秒后到期，并发送SIGALRM信号。

在进程的主循环中，我们让程序一直运行，直到定时器到期并执行了信号处理函数，然后程序退出。

3. 使用timer_gettime函数获取定时器状态

3.1 参数介绍

不仅可以创建定时器，还可以使用timer_gettime函数获取定时器的当前状态。该函数的原型如下：

int timer_gettime(timer_t timerid, struct itimerspec *curr_value)

其中，timerid参数是要获取状态的定时器ID，curr_value参数用于存储定时器的当前状态。

3.2 示例代码

下面是一个示例代码，展示了如何使用timer_gettime函数来获取定时器的当前状态：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
    struct itimerspec curr_value;
    timer_t timerid;
    if (timer_create(CLOCK_REALTIME, NULL, &timerid) == -1)
    {
        perror("timer_create");
        return -1;
    }
    if (timer_gettime(timerid, &curr_value) == -1)
    {
        perror("timer_gettime");
        return -1;
    }
    printf("Current timer value: %ld seconds, %ld nanoseconds\n",
           curr_value.it_value.tv_sec, curr_value.it_value.tv_nsec);
    return 0;
}

在上述代码中，首先调用timer_create函数创建了一个定时器，并将返回的定时器ID存储在timerid变量中。

然后，调用timer_gettime函数获取定时器的当前状态，并将结果存储在curr_value变量中。

最后，通过printf函数打印出定时器的当前剩余时间（单位为秒和纳秒）。

4. 使用timer_settime函数修改定时器参数

4.1 参数介绍

使用timer_settime函数可以修改定时器的参数，其中包括定时器的初始时间和重复间隔时间。该函数的原型如下：

int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *new_value, struct itimerspec *old_value)

其中，timerid参数是要修改的定时器ID；flags参数用于指定是否保留定时器的旧值；new_value参数是新的定时器参数；old_value参数用于存储修改前的定时器参数。

4.2 示例代码

下面是一个示例代码，展示了如何使用timer_settime函数修改定时器的参数：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
void timer_handler(int signum)
{
    printf("Timer expired\n");
    exit(0);
}
int main()
{
    struct sigevent sev;
    timer_t timerid;
    signal(SIGALRM, timer_handler);
    sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
    sev.sigev_signo = SIGALRM;
    if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid) == -1)
    {
        perror("timer_create");
        return -1;
    }
    struct itimerspec its;
    its.it_value.tv_sec = 5;
    its.it_value.tv_nsec = 0;
    its.it_interval.tv_sec = 2;
    its.it_interval.tv_nsec = 0;
    if (timer_settime(timerid, 0, &its, NULL) == -1)
    {
        perror("timer_settime");
        return -1;
    }
    while (1)
        ;
    return 0;
}

在上述代码中，除了之前的创建定时器和信号处理函数外，我们使用了结构体its来重新设置定时器的参数。在本例中，将定时器的初始时间设置为5秒，重复间隔时间设置为2秒。

最后，通过调用timer_settime函数修改定时器的参数，并启动定时器。此时，定时器将在5秒后到期，并每2秒重复一次。

5. 总结

通过本文的介绍，我们了解了如何在Linux编程中实现定时器功能。我们学习了使用timer_create函数创建定时器，使用timer_gettime函数获取定时器状态，以及使用timer_settime函数修改定时器参数。通过灵活运用这些函数，我们可以在Linux环境下实现各种定时器功能，提高程序的效率和可靠性。

参考文献：

1. Linux Manual Pages.

2. Linux Programmer's Manual.

Linux编程：如何实现定时器功能