linux系统编程之信号（八）：三种时间结构及定时器setitimer()详解

一，三种时间结构

time_t://seconds

struct timeval {

long tv_sec; /* seconds */

long tv_usec; /* microseconds */

};

struct timespec {

time_t tv_sec; /* seconds */

long tv_nsec; /* nanoseconds */

};

二，setitimer()

现在的系统中很多程序不再使用alarm调用，而是使用setitimer调用来设置定时器，用getitimer来得到定时器的状态，

这两个调用的声明格式如下：

#include <sys/time.h>

int getitimer(int which, struct itimerval *curr_value);
int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,struct itimerval *old_value);

参数:

• 第一个参数which指定定时器类型
• 第二个参数是结构itimerval的一个实例，结构itimerval形式
• 第三个参数可不做处理。

返回值:成功返回0失败返回-1

该系统调用给进程提供了三个定时器，它们各自有其独有的计时域，当其中任何一个到达，就发送一个相应的信号给进程，并使得计时器重新开始。三个计时器由参数which指定，如下所示：

TIMER_REAL：按实际时间计时，计时到达将给进程发送SIGALRM信号。

ITIMER_VIRTUAL：仅当进程执行时才进行计时。计时到达将发送SIGVTALRM信号给进程。

ITIMER_PROF：当进程执行时和系统为该进程执行动作时都计时。与ITIMER_VIR-TUAL是一对，该定时器经常用来统计进程在用户态和内核态花费的时间。计时到达将发送SIGPROF信号给进程。

定时器中的参数value用来指明定时器的时间，其结构如下：

struct itimerval {

        struct timeval it_interval; /* 第一次之后每隔多长时间 */

        struct timeval it_value; /* 第一次调用要多长时间 */

};

该结构中timeval结构定义如下：

struct timeval {

        long tv_sec; /* 秒 */

        long tv_usec; /* 微秒，1秒 = 1000000 微秒*/

};

在setitimer 调用中，参数ovalue如果不为空，则其中保留的是上次调用设定的值。定时器将it_value递减到0时，产生一个信号，并将it_value的值设定为it_interval的值，然后重新开始计时，如此往复。当it_value设定为0时，计时器停止，或者当它计时到期，而it_interval 为0时停止。调用成功时，返回0；错误时，返回-1，并设置相应的错误代码errno：

EFAULT：参数value或ovalue是无效的指针。

EINVAL：参数which不是ITIMER_REAL、ITIMER_VIRT或ITIMER_PROF中的一个。

示例一：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>


#define ERR_EXIT(m) 
    do 
    { 
        perror(m); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0)

void handler(int sig)
{
    printf("recv a sig=%d
", sig);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (signal(SIGALRM, handler) == SIG_ERR)
        ERR_EXIT("signal error");

    struct timeval tv_interval = {1, 0};
    struct timeval tv_value = {5, 0};
    struct itimerval it;
    it.it_interval = tv_interval;
    it.it_value = tv_value;
    setitimer(ITIMER_REAL, &it, NULL);

    for (;;)
        pause();
    return 0;
}

结果：

可以看到第一次发送信号是在5s以后，之后每隔一秒发送一次信号

示例二：获得产生时钟信号的剩余时间

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>


#define ERR_EXIT(m) 
    do 
    { 
        perror(m); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0)


int main(int argc, char *argv[])
{
    struct timeval tv_interval = {1, 0};
    struct timeval tv_value = {1, 0};
    struct itimerval it;
    it.it_interval = tv_interval;
    it.it_value = tv_value;
    setitimer(ITIMER_REAL, &it, NULL);

    int i;
    for (i=0; i<10000; i++);

//第一种方式获得剩余时间
    struct itimerval oit;
    setitimer(ITIMER_REAL, &it, &oit);//利用oit获得剩余时间产生时钟信号
    printf("%d %d %d %d
", (int)oit.it_interval.tv_sec, (int)oit.it_interval.tv_usec, (int)oit.it_value.tv_sec, (int)oit.it_value.tv_usec);
//第二种方式获得剩余时间
    //getitimer(ITIMER_REAL, &it);
    //printf("%d %d %d %d
", (int)it.it_interval.tv_sec, (int)it.it_interval.tv_usec, (int)it.it_value.tv_sec, (int)it.it_value.tv_usec);

    return 0;
}

结果：

用第一种方式：

用第二种方式：利用getitimer在不重新设置时钟的情况下获取剩余时间

剩余时间是指：距离下一次调用定时器产生信号所需时间，这里由于for循环不到一秒就执行完，定时器还来不及产生时钟信号，所以有剩余时间

示例三：每隔一秒发出一个SIGALRM，每隔0.5秒发出一个SIGVTALRM信号

#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>

void sigroutine(int signo)
{
        switch (signo) {
        case SIGALRM:
        printf("Catch a signal -- SIGALRM
 ");
        break;
        case SIGVTALRM:
        printf("Catch a signal -- SIGVTALRM
 ");
        break;
        }
        return;
}

int main()
{

       struct itimerval value,value2;
        printf("process id is %d
 ",getpid());

        signal(SIGALRM, sigroutine);

        signal(SIGVTALRM, sigroutine);

        value.it_value.tv_sec = 1;

        value.it_value.tv_usec = 0;

        value.it_interval.tv_sec = 1;

        value.it_interval.tv_usec = 0;

        setitimer(ITIMER_REAL, &value,NULL);


        value2.it_value.tv_sec = 0;

        value2.it_value.tv_usec = 500000;

        value2.it_interval.tv_sec = 0;

        value2.it_interval.tv_usec = 500000;

        setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2,NULL);

        for (;;) ;

}

结果：

可知确实是没两次SIGVTALRM一次SIGALRM