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  • 定时器的使用和原理浅析,alarm/sleep函数

    alarm,select,sleep函数

    (一)alarm函数(进程不阻塞):

    设置信号传送闹钟,单位是秒,也就是只能支持到s的精度。且使用的是signal注册的方式实现函数。

    alarm/signal/kill/pause都算作信号处理函数。

    使用alarm函数和signal函数,要注册信号处理回调函数,就是说进程并没有被睡眠,处理动作是以信号的形式注册到内核中,当时间到时,以信号的方式打断进程,进入信号处理程序。

    (二)sleep函数(进程阻塞):

    sleep函数也算作信号处理函数系列。

    sleep函数和usleep函数是将进程阻塞掉,等待硬件定时器时间到达,时间到达后内核再将进程放入就绪队列,从而将进程唤醒。

    (三)select函数(进程阻塞):

    select函数属于终端控制篇,或许也可以归类为接口处理篇。select函数可精确到微妙,且准确。为什么sleect会比usleep精确呢?这可能与select函数内核使用的是比较精确的定时器机制,比如hrtimer等子系统的原因。

    select函数兼具了检查fd的功能,select函数在检查fd集不可用后,会schedule将进程睡眠,放设备驱动发现有fd可用后,会唤醒等待在队列上的进程。当fd都不可用但是超时时间到后,也唤醒等待的进程,返回用户进程空间。

    另一方面,内核需要做的时间管理:

    1)提供系统调度所使用的tick中断

    2)维护系统时间

    3)维护软件定时器,高速tcp和多媒体应用要使timer高效精准

    为了更好的支持音视频等需求,提出了hrtimer这个高精度时钟子系统,为了节约能源,采用了tickless子系统。

    内核中有两种时间:

    定时出发滴答的时钟中断,时钟中断用来维护系统时间,保持设备上的时间的正确性。

    时钟中断用来控制进程的调度,在每个时钟中断的处理函数中,都会处理一遍进程调度队列,将满足调度的进程放入就绪队列中。

    时钟中断可以用来实现用户的定时器设置,但是这种方式实现的定时器精度低且代价昂贵。

    另一种可编程的控制器,能够设定时钟时间并返回中断

    内核使用一系列的子系统兼容旧的机制,支持新的需求,比如tickless方案,hrtimer,时间轮算法等。

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