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曾经常去沙县小吃，就为了蹭上一碗 4 块钱的葱油拌面，听着边上的几位小哥老说
其实写代码也有这种讲究。
在 linux 系统中定时器有分为软定时和硬件定时器，硬件定时器一般指的是 CPU 的一种底层寄存器，它负责按照固定时间频率产生中断信号，形成信号源。基于硬件提供的信号源，系统就可以按照信号中断来计数，计数在固定频率下对应固定的时间，根据预设的时间参数即可产生定时中断信号，这就是软定时。
这里主要讲软定时器，而硬件定时器涉及到硬件手册这里略过。
1. 利用内核节拍器相关定时器实现定时
linux 内核有可调节的系统节拍，由于节拍依据硬件定时器的定时中断计数得来，节拍频率设定后，节拍周期恒定，根据节拍数可以推得精确时间。从系统启动以来记录的节拍数存放在全局变量 jiffies 中，系统启动时自动设置 jiffies 为 0。
#include <linux/jiffies.h>
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高节拍数可以计算更高的时间精度，但是会频繁触发系统中断，牺牲系统效率。
定义定时器
struct timer_list { struct list_head entry; // 定时器链表的入口 unsigned long expires; // 定时器超时节拍数 struct tvec_base *base; // 定时器内部值，用户不要使用 void (*function)(unsigned long); // 定时处理函数 unsigned long data; // 要传递给定时处理函数的参数 int slack;};
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设置节拍数 expires 时，可以使用函数 msecs_to_jiffies 将毫秒值转化为节拍数。
初始化定时器
void init_timer(struct timer_list *timer);
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注册定时器到内核，并启动
void add_timer(struct timer_list *timer);
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删除定时器
int del_timer(struct timer_list *timer);
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如果程序运行在多核处理器上，此函数有可能导致运行出错，建议改用 del_timer_sync。
同步删除定时器
int del_timer_sync(struct timer_list *timer);
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如果程序运行在多处理器上，此函数会等待其它处理器对此定时器的操作完成。另外，此函数不能用在中断上下文中。
修改定时值并启动定时器
int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires);
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注意：在应用层开发过程中，一般不会使用内核的函数来设定定时器。
2. 应用层的 alarm 闹钟
在应用层开发时，设置闹钟参数，并启动闹钟定时器非常方便
#include<unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
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注意：每个进程只允许设置一个闹钟，重复设置会覆盖前一个闹钟。
当时间到达 seconds 秒后，会有 SIGALRM 信号发送给当前进程，可以通过函数 signal 注册该信号的回调处理函数 callback_fun
#include <signal.h>
typedef void (*sig_t)(int);sig_t signal(int signum, sig_t handler);
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3. 利用 POSIX 中内置的定时器接口
设定闹钟适用的情形比较简单，而为了更灵活地使用定时功能，可以用到 POSIX 中的定时器功能。
创建定时器
#include <time.h>
int timer_create(clockid_t clock_id, struct sigevent *evp, timer_t *timerid)
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通过 clock_id 可以指定时钟源，evp 传入超时通知配置参数，timerid 返回被创建的定时器的 id。evp 如果为 NULL，超时触发时，默认发送信号 SIGALRM 通知进程。
clock_id 是枚举值，如下
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.
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结构体 sigevent
union sigval{ int sival_int; //integer value void *sival_ptr; //pointer value}
struct sigevent{ int sigev_notify; //notification type int sigev_signo; //signal number union sigval sigev_value; //signal value void (*sigev_notify_function)(union sigval); pthread_attr_t *sigev_notify_attributes;}
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类型 timer_t
#ifndef _TIMER_T#define _TIMER_Ttypedef int timer_t; /* timer identifier type */#endif /* ifndef _TIMER_T */
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设置定时器，比如初次触发时间，循环触发的周期等。设置完成后启动定时器。
int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *value, struct itimerspec *ovalue);
struct timespec{ time_t tv_sec; long tv_nsec; };
struct itimerspec { struct timespec it_interval; struct timespec it_value; };
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获取定时剩余时间
int timer_gettime(timer_t timerid, struct itimerspec *value);
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获取定时器超限的次数
int timer_getoverrun(timer_t timerid);
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定时器超时后发送的同一个信号如果挂起未处理，那么在下次超时发生后，上一个信号会丢失，这就是定时器的超限。
删除定时器
int timer_delete (timer_t timerid);
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示例：超时触发信号
#include <stdio.h>#include <time.h>#include <stdlib.h>#include <signal.h>#include <string.h>#include <unistd.h>
void sig_handler(int signo){ time_t t; char str[32];
time(&t); strftime(str, sizeof(str), "%T", localtime(&t));
printf("handler %s::%d\n", str, signo);}
int main(){ struct sigaction act; memset(&act, 0, sizeof(act)); act.sa_handler = sig_handler; act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask); if (sigaction(SIGUSR1, &act, NULL) == -1) { perror("fail to sigaction"); exit(-1); }
timer_t timerid; struct sigevent evp; memset(&evp, 0, sizeof(evp)); // 定时器超时触发信号 SIGUSR1 evp.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; evp.sigev_signo = SIGUSR1; if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp, &timerid) == -1) { perror("fail to timer_create"); exit(-1); }
// 设置初始触发时间4秒，之后每2秒再次触发 struct itimerspec its; its.it_value.tv_sec = 4; its.it_value.tv_nsec = 0; its.it_interval.tv_sec = 2; its.it_interval.tv_nsec = 0; if (timer_settime(timerid, 0, &its, 0) == -1) { perror("fail to timer_settime"); exit(-1); }
while(1); return 0;}
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上面的代码中注册信号响应回调用了函数 sigaction，其实这里用函数 signal 也可以的。
示例：超时启动子线程
#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <time.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>
void timer_thread(union sigval v){ time_t t; char str[32];
time(&t); strftime(str, sizeof(str), "%T", localtime(&t));
printf("timer_thread %s::%d\n", str, v.sival_int);}
int main(){ timer_t timerid; struct sigevent evp; memset(&evp, 0, sizeof(evp)); evp.sigev_notify = SIGEV_THREAD; evp.sigev_value.sival_int = 123; evp.sigev_notify_function = timer_thread; if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &evp, &timerid) == -1) { perror("fail to timer_create"); exit(-1); }
struct itimerspec its; its.it_value.tv_sec = 4; its.it_value.tv_nsec = 0; its.it_interval.tv_sec = 2; its.it_interval.tv_nsec = 0; if (timer_settime(timerid, 0, &its, 0) == -1) { perror("fail to timer_settime"); exit(-1); }
while(1); return 0;}
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