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浅谈linux几种定时函数的使用

转载 作者:qq735679552 更新时间:2022-09-27 22:32:09 28 4
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这篇CFSDN的博客文章浅谈linux几种定时函数的使用由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.

在程序开发过程中,我们时不时要用到一些定时器,通常如果时间精度要求不高,可以使用sleep,uslepp函数让进程睡眠一段时间来实现定时, 。

前者单位为秒(s),后者为微妙(us);但有时候我们又不想让进程睡眠阻塞在哪儿,我们需要进程正常执行,当到达规定的时间时再去执行相应的操作, 。

在linux下面我们一般使用alarm函数跟setitimer函数来实现定时功能; 。

下面对这两个函数进行详细分析:

(1)alarm函数 。

alarm也称为闹钟函数,它可以在进程中设置一个定时器,当定时器指定的时间到时,它向进程发送SIGALRM信号; 。

alarm函数原型如下:

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unsigned int alarm(unsigned int seconds);
//seconds 为指定的秒数

所需头文件   #include<unistd.h> 。

函数原型   unsigned int alarm(unsigned int seconds) 。

函数参数   seconds:指定秒数 。

函数返回值   成功:如果调用此alarm()前,进程已经设置了闹钟时间,则返回上一个闹钟时间的剩余时间,否则返回0。   出错:-1 。

下面是alarm()函数的简单例子:

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void sigalrm_fn(int sig) 
 
{
   printf("alarm!\n");
   alarm(2);
   return;
}
 
int main(void)
 
{
   signal(SIGALRM, sigalrm_fn); //后面的函数必须是带int参数的
   alarm(1);
   while(1) 
   pause();
 
}

(2)setitimer()函数 。

在linux下如果对定时要求不太精确的话,使用alarm()和signal()就行了,但是如果想要实现精度较高的定时功能的话,就要使用setitimer函数.

setitimer()为Linux的API,并非C语言的Standard Library,setitimer()有两个功能,一是指定一段时间后,才执行某个function,二是每间格一段时间就执行某个function; 。

Linux为每个任务安排了3个内部定时器:

ITIMER_REAL:实时定时器,不管进程在何种模式下运行(甚至在进程被挂起时),它总在计数。定时到达,向进程发送SIGALRM信号.

ITIMER_VIRTUAL:这个不是实时定时器,当进程在用户模式(即程序执行时)计算进程执行的时间。定时到达后向该进程发送SIGVTALRM信号.

ITIMER_PROF:进程在用户模式(即程序执行时)和核心模式(即进程调度用时)均计数。定时到达产生SIGPROF信号。ITIMER_PROF记录的时间比ITIMER_VIRTUAL多了进程调度所花的时间.

定时器在初始化是,被赋予一个初始值,随时间递减,递减至0后发出信号,同时恢复初始值。在任务中,我们可以一种或者全部三种定时器,但同一时刻同一类型的定时器只能使用一个.

setitimer函数原型如下:

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#include < sys /time.h>
 
     int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,
            struct itimerval *old_value);
 
  Timer values are defined by the following structures:
 
       struct itimerval {
         struct timeval it_interval; /* next value */
         struct timeval it_value;  /* current value */
       };
 
       struct timeval {
         time_t   tv_sec;     /* seconds */
         suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */
       };

it_interval用来指定每隔多长时间执行任务, it_value用来保存当前时间离执行任务还有多长时间。比如说, 你指定it_interval为2秒(微秒为0),开始的时候我们把it_value的时间也设定为2秒(微秒为0),当过了一秒, it_value就减少一个为1, 再过1秒,则it_value又减少1,变为0,这个时候发出信号(告诉用户时间到了,可以执行任务了),并且系统自动把it_value的时间重置为 it_interval的值,即2秒,再重新计数 。

下面是setitimer简单实例:

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#include < stdio.h >
#include < string.h >
#include < stdlib.h >
#include < signal.h >
#include < sys /time.h>
 
void test_func()
{
   static count = 0;
 
   printf("count is %d\n", count++);
}
 
void init_sigaction()
{
   struct sigaction act;
     
   act.sa_handler = test_func; //设置处理信号的函数
   act.sa_flags = 0;
 
   sigemptyset(&act.sa_mask);
   sigaction(SIGPROF, &act, NULL);//时间到发送SIGROF信号
}
 
void init_time()
{
   struct itimerval val;
     
   val.it_value.tv_sec = 1; //1秒后启用定时器
   val.it_value.tv_usec = 0;
 
   val.it_interval = val.it_value; //定时器间隔为1s
 
   setitimer(ITIMER_PROF, &val, NULL);
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
 
   init_sigaction();
   init_time();
 
   while(1);
 
   return 0;
}

可以看出每个一秒输出一个count的值:

下面是运行结果:

[root@localhost 5th]# ./test count is 0 count is 1 count is 2 count is 3 count is 4 count is 5 count is 6 count is 7 count is 8 count is 9 。

附录:

signal 。

1. 头文件 #include <signal.h> 。

2. 功能 设置某一信号的对应动作 。

3. 函数原型 void (*signal(int signum,void(* handler)(int)))(int),

分解来看:

typedef void (*sig_t) (int); sig_t signal(int sig, sig_t func),

第一个参数是目标信号。func参数是一个指针,指向某个处理该信号的函数。这个处理信号函数带有一个int型参数,并应返回void。 func参数也可以设定为下面的一些值: SIG_IGN: 如果func参数被设置为SIG_IGN,该信号将被忽略。 SIG_DFL: 如果func参数被设置为SIG_DFL,该信号会按照确定行为处理.

4. sig信号的可能类型 。

1) #define SIGHUP 1 /* hangup */ 。

SIGHUP是Unix系统管理员很常用的一个信号。许多后台服务进程在接受到该信号后将会重新读取它们的配置文件。然而,该信号的实际功能是通知进程它的控制终端被断开。缺省行为是终止进程.

2) #define SIGINT 2 /* interrupt */ 。

对于Unix使用者来说,SIGINT是另外一个常用的信号。许多shell的CTRL-C组合使得这个信号被大家所熟知。该信号的正式名字是中断信号。缺省行为是终止进程.

3) #define SIGQUIT 3 /* quit */ 。

SIGQUIT信号被用于接收shell的CTRL-/组合。另外,它还用于告知进程退出。这是一个常用信号,用来通知应用程序从容的(译注:即在结束前执行一些退出动作)关闭。缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

4) #define SIGILL 4 /* illegal instr. (not reset when caught) */ 。

如果正在执行的进程中包含非法指令,操作系统将向该进程发送SIGILL信号。如果你的程序使用了线程,或者pointer functions,那么可能的话可以尝试捕获该信号来协助调试。([color=Red]注意:原文这句为:“If your program makes use of use of threads, or pointer functions, try to catch this signal if possible for aid in debugging.”。中间的两个use of use of,不知是原书排版的瑕疵还是我确实没有明白其意义;另外,偶经常听说functions pointer,对于pointer functions,google了一下,应该是fortran里面的东西,不管怎样,还真不知道,确切含义还请知道的兄弟斧正。[/color])缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

5) #define SIGTRAP 5 /* trace trap (not reset when caught) */ 。

SIGTRAP这个信号是由POSIX标准定义的,用于调试目的。当被调试进程接收到该信号时,就意味着它到达了某一个调试断点。一旦这个信号被交付,被调试的进程就会停止,并且它的父进程将接到通知。缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

6) #define SIGABRT 6 /* abort() */ 。

SIGABRT提供了一种在异常终止(abort)一个进程的同时创建一个核心转储的方法。然而如果该信号被捕获,并且信号处理句柄没有返回,那么进程不会终止。缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

7) #define SIGFPE 8 /* floating point exception */ 。

当进程发生一个浮点错误时,SIGFPE信号被发送给该进程。对于那些处理复杂数学运算的程序,一般会建议你捕获该信号。缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

8) #define SIGKILL 9 /* kill (cannot be caught or ignored) */ 。

SIGKILL是这些信号中最难对付的一个。正如你在它旁边的注释中看到的那样,这个信号不能被捕获或忽略。一旦该信号被交付给一个进程,那么这个进程就会终止。然而,会有一些极少数情况SIGKILL不会终止进程。这些罕见的情形在处理一个“非中断操作”(比如磁盘I/O)的时候发生。虽然这样的情形极少发生,然而一旦发生的话,会造成进程死锁。唯一结束进程的办法就只有重新启动了。缺省行为是终止进程.

9) #define SIGBUS 10 /* bus error */ 。

如同它的名字暗示的那样,CPU检测到数据总线上的错误时将产生SIGBUS信号。当程序尝试去访问一个没有正确对齐的内存地址时就会产生该信号。缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

10) #define SIGSEGV 11 /* segmentation violation */ 。

SIGSEGV是另一个C/C++程序员很熟悉的信号。当程序没有权利访问一个受保护的内存地址时,或者访问无效的虚拟内存地址(脏指针,dirty pointers,译注:由于没有和后备存储器中内容进行同步而造成。关于野指针,可以参见http://en.wikipedia.org/wiki/Wild_pointer 的解释。)时,会产生这个信号。缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

11) #define SIGSYS 12 /* non-existent system call invoked */ 。

SIGSYS信号会在进程执行一个不存在的系统调用时被交付。操作系统会交付该信号,并且进程会被终止。缺省行为是终止进程,并且创建一个核心转储.

12) #define SIGPIPE 13 /* write on a pipe with no one to read it */ 。

管道的作用就像电话一样,允许进程之间的通信。如果进程尝试对管道执行写操作,然而管道的另一边却没有回应者时,操作系统会将SIGPIPE信号交付给这个讨厌的进程(这里就是那个打算写入的进程)。缺省行为是终止进程.

13) #define SIGALRM 14 /* alarm clock */ 。

在进程的计时器到期的时候,SIGALRM信号会被交付(delivered)给进程。这些计时器由本章后面将会提及 的setitimer和alarm调用设置。缺省行为是终止进程.

14) #define SIGTERM 15 /* software termination signal from kill */ 。

SIGTERM信号被发送给进程,通知该进程是时候终止了,并且在终止之前做一些清理活动。SIGTERM信号是Unix的kill命令发送的缺省信号,同时也是操作系统关闭时向进程发送的缺省信号。缺省行为是终止进程.

15) #define SIGURG 16 /* urgent condition on IO channel */ 。

在进程已打开的套接字上发生某些情况时,SIGURG将被发送给该进程。如果进程不捕获这个信号的话,那么将被丢弃。缺省行为是丢弃这个信号.

16) #define SIGSTOP 17 /* sendable stop signal not from tty */ 。

本信号不能被捕获或忽略。一旦进程接收到SIGSTOP信号,它会立即停止(stop),直到接收到另一个SIGCONT 信号为止。缺省行为是停止进程,直到接收到一个SIGCONT信号为止.

17) #define SIGTSTP 18 /* stop signal from tty */ 。

SIGSTP与SIGSTOP类似,它们的区别在于SIGSTP信号可以被捕获或忽略。当shell从键盘接收到CTRL-Z的时候就会交付(deliver)这个信号给进程。缺省行为是停止进程,直到接收到一个SIGCONT信号为止.

18) #define SIGCONT 19 /* continue a stopped process */ 。

SIGCONT也是一个有意思的信号。如前所述,当进程停止的时候,这个信号用来告诉进程恢复运行。该信号的有趣的地方在于:它不能被忽略或阻塞,但可以被捕获。这样做很有意义:因为进程大概不愿意忽略或阻塞SIGCONT信号,否则,如果进程接收到SIGSTOP或SIGSTP的时候该怎么办?缺省行为是丢弃该信号.

19) #define SIGCHLD 20 /* to parent on child stop or exit */ 。

SIGCHLD是由Berkeley Unix引入的,并且比SRV 4 Unix上的实现有更好的接口。(如果信号是一个没有追溯能力的过程(not a retroactive process),那么BSD的SIGCHID信号实现会比较好。在system V Unix的实现中,如果进程要求捕获该信号,操作系统会检查是否存在有任何未完成的子进程(这些子进程是已经退出exit)的子进程,并且在等待调用wait的父进程收集它们的状态)。如果子进程退出的时候附带有一些终止信息(terminating information),那么信号处理句柄就会被调用。所以,仅仅要求捕获这个信号会导致信号处理句柄被调用(译注:即是上面说的“信号的追溯能力”),而这是却一种相当混乱的状况。)一旦一个进程的子进程状态发生改变,SIGCHLD信号就会被发送给该进程。就像我在前面章节提到的,父进程虽然可以fork出子进程,但没有必要等待子进程退出。一般来说这是不太好的,因为这样的话,一旦进程退出就可能会变成一个僵尸进程。可是如果父进程捕获SIGCHLD信号的话,它就可以使用wait系列调用中的某一个去收集子进程状态,或者判断发生了什么事情。当发送SIGSTOP,SIGSTP或SIGCONF信号给子进程时,SIGCHLD信号也会被发送给父进程。缺省行为是丢弃该信号.

20) #define SIGTTIN 21 /* to readers pgrp upon background tty read */ 。

当一个后台进程尝试进行一个读操作时,SIGTTIN信号被发送给该进程。进程将会阻塞直到接收到SIGCONT信号为止。缺省行为是停止进程,直到接收到SIGCONT信号.

21) #define SIGTTOU 22 /* like TTIN if (tp->t_local&LTOSTOP) */ 。

SIGTTOU信号与SIGTTIN很相似,不同之处在于SIGTTOU信号是由于后台进程尝试对一个设置了TOSTOP属性的tty执行写操作时才会产生。然而,如果tty没有设置这个属性,SIGTTOU就不会被发送。缺省行为是停止进程,直到接收到SIGCONT信号.

22) #define SIGIO 23 /* input/output possible signal */ 。

如果进程在一个文件描述符上有I/O操作的话,SIGIO信号将被发送给这个进程。进程可以通过fcntl调用来设置。缺省行为是丢弃该信号.

23) #define SIGXCPU 24 /* exceeded CPU time limit */ 。

如果一旦进程超出了它可以使用的CPU限制(CPU limit),SIGXCPU信号就被发送给它。这个限制可以使用随后讨论的setrlimit设置。缺省行为是终止进程.

24) #define SIGXFSZ 25 /* exceeded file size limit */ 。

如果一旦进程超出了它可以使用的文件大小限制,SIGXFSZ信号就被发送给它。稍后我们会继续讨论这个信号。缺省行为是终止进程.

25) #define SIGVTALRM 26 /* virtual time alarm */ 。

如果一旦进程超过了它设定的虚拟计时器计数时,SIGVTALRM信号就被发送给它。缺省行为是终止进程.

26) #define SIGPROF 27 /* profiling time alarm */ 。

当设置了计时器时,SIGPROF是另一个将会发送给进程的信号。缺省行为是终止进程.

27) #define SIGWINCH 28 /* window size changes */ 。

当进程调整了终端的行或列时(比如增大你的xterm的尺寸),SIGWINCH信号被发送给该进程。缺省行为是丢弃该信号.

28) #define SIGUSR1 29 /* user defined signal 1 */ 。

29) #define SIGUSR2 30 /* user defined signal 2 */ 。

SIGUSR1和SIGUSR2这两个信号被设计为用户指定。它们可以被设定来完成你的任何需要。换句话说,操作系统没有任何行为与这两个信号关联。缺省行为是终止进程。(译注:按原文的意思翻译出来似乎这两句话有点矛盾。) 。

5. 例子 。

5.1. Linux下的Ctrl+C在Windows下的实现一 。

Linux下通常的做法:

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signal(SIGINT, sigfunc); // 设置信号
void sigfunc(int signo)
   {
    ... //处理信号相关的操作
   }

以下是Linux下的Ctrl+C在Windows下的实现 。

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#include < stdio.h >
   #include < windows.h >
   static is_loop = 1;
   // 捕获控制台 Ctrl+C 事件的函数
   BOOL CtrlHandler( DWORD fdwCtrlType )
   {
    switch (fdwCtrlType)
    {
    /* Handle the CTRL-C signal. */
    case CTRL_C_EVENT:
      printf("CTRL_C_EVENT \n");
      break;
    case CTRL_CLOSE_EVENT:
      printf("CTRL_CLOSE_EVENT \n");
      break;
    case CTRL_BREAK_EVENT:
      printf("CTRL_BREAK_EVENT \n");
      break;
    case CTRL_LOGOFF_EVENT:
      printf("CTRL_LOGOFF_EVENT \n");
      break;
    case CTRL_SHUTDOWN_EVENT:
      printf("CTRL_SHUTDOWN_EVENT \n");
      break;
    default:
      return FALSE;
    }
    is_loop = 0;
    return (TRUE);
   }
 
   int main(int argc, char *argv[])
   {
    printf("Set Console Ctrl Handler\n");
    SetConsoleCtrlHandler((PHANDLER_ROUTINE)CtrlHandler, TRUE);
    while (is_loop);
    return 0;
   }

5.2.Linux下的Ctrl+C在Windows下的实现二 。

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#include < stdio.h >
   #include < windows.h >
   #define CONTRL_C_HANDLE() signal(3, exit)
   int main(int argc, char *argv[])
   {
    printf("Set Console Ctrl Handler\n");
    CONTRL_C_HANDLE();
    while (1);
    system("PAUSE");
    return 0;
   }

以上就是小编为大家带来的浅谈linux几种定时函数的使用全部内容了,希望大家多多支持我~ 。

最后此篇关于浅谈linux几种定时函数的使用的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于浅谈linux几种定时函数的使用的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

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