linux 下 alarm(), setitimer 定时器与 POSIX 定时器 timer_settime()对比总结（上）

小灰灰 2024-04-19 08:41 62阅读 0赞

### 1.  alarm() 函数  ###

适用于精度要求不高的场景，比如几秒。

函数原型：

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

函数说明：

> 该种定时器方法是通过alarm()函数和signal()函数配合完成，alarm函数用来定时，当到达定时的时间后，内核会发送SIGALARM信号给进程，默认会结束进程。也可以通过signal函数为信号SIGALRM设置处理函数，若参数seconds 为0，则之前设置的闹钟会被取消，并将剩下的时间返回；
> 
> 函数返回值：如果进程设置了闹钟时间，在调用alarm()之后，则返回上一个闹钟时间，否则返回0，出错返回-1。

alarm()执行后，进程将继续执行，在后期（alarm以后）的执行过程中将会在seconds秒后收到信号SIGALRM并执行其处理函数。

示例1：

#include <stdio.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <signal.h>
    #include <unistd.h> //alarm的库
    int count;
    void sigalrm_func(int sig){
        count++;
        printf("alarm![%d]\n",count);
        alarm(1);
        printf("over\n");
        return; 
    }
    
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        signal(SIGALRM, sigalrm_func);
        alarm(2);
        printf("see\n");
        while(1)
        {
            if(count == 3)
            break;
        }
    
     }

程序先是等待定时2秒然后发送信号触发调用函数，然后在调用函数每一秒再设置一次alarm触发调用函数，结果如下：

![20190916102415903.png][]

示例2：

#include <stdio.h>
     #include <signal.h>
     #include <time.h>
     #include <unistd.h>  
    
     int main(int argc, char *argv[])
     {
        sigset_t block;
    
        sigemptyset(&block);
        sigaddset(&block, SIGALRM);
        sigprocmask(SIG_BLOCK, &block, NULL);
    
        while (1) {
            printf("%ld\n", time(NULL));
            alarm(3);
            printf("see\n");
            sigwaitinfo(&block, NULL);
        }
         return 0;
     }

输出结果：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3A5NDIwMDU0MDU_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

其中几个函数解释：

sigwaitinfo()函数:

#include <signal.h>
    int sigwaitinfo(sigset_t *set, siginfo_t *info)

阻塞一个进程直到特定信号发生，但信号到来时不执行信号处理函数，而是返回信号值。 调用该函数的典型代码为：

sigwaitinfo();
    sigset_t newmask;
    int rcvd_sig;
    siginfo_t info;
    sigemptyset(&newmask);
    sigaddset(&newmask, SIGRTMIN);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, NULL);
    rcvd_sig = sigwaitinfo(&newmask, &info);
    if(rcvd_sig == -1)
    {
        //…...
    }

其中：

1. siget\_t 信号集定义为一种数据类型，用来描述信号的集合：

typedef struct{
        unsigned long sig[_NSIG_WORDS];
         }sigset_t

2.int sigemptyset(sigset\_t\* set)

> 函数说明：用来将参数set信号集初始化并清空。
> 
> 返回值：成功返回0,错误返回-1。

3.int sigaddset(sigset\_t\* set, int signum)

> 函数说明：用来将signum代表的信号加入至参数set信号集里。
> 
> 返回值：成功返回0,错误返回-1。

4.int sigpromask(int how, const sigset\_t\* set, sigset\_t\* oldset)

> 函数说明：用来改变目前的信号遮罩，其操作依参数how来决定。
> 
> 返回值：成功返回0,错误返回-1。

5.void (signal(int signum, void( handler)(int)))(int);

> 函数说明： signal()会依据参数signum指定的信号编号来设置该信号的处理函数，当指定的信号到达时就会跳转参数handler指定的函数执行。
> 
> 返回值：返回先前的信号处理函数指针，如果有错误返回SIG\_ERR(-1)

示例3：

不同情况的alarm的返回值

#include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <signal.h>
    unsigned a;
    void fun(int sig)
    {
           if(sig== SIGALRM)
           printf("gettimer alarm!\n");
           else
           printf("gettimer failed!\n");
    }
    int main(int argc,char *argv[])
    {
           unsigned int a,b;
           alarm(6);
           sleep(2);
           a = alarm(3);
           printf("The rest time of the first alarm is %u s\n",a);
           b = alarm(2);
           signal(SIGALRM,fun);
           int i = 0;
           for(i=0;i<3;i++)
           {
                  printf("%d\n",i);
                  sleep(1);
           }
           printf("The return valuable of the last alarm is %u s\nend\n",b);
           return 0;
    }

输出结果：

![20190916104910174.png][]

### 2.  setitimer() ###

setitimer()为Linux的API，不同于C语言的StandardLibrary。setitimer()有两个功能，

> 一是指定一段时间后，才执行某个function，类似alarm,但是精度更高；
> 
> 二是每间隔一段时间就调用某个函数；

函数原型：

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

需要包含头文件 \#include <sys/time.h>

其中：

which: 指定定时器类型 ，setitimer 支持三种类型定时器：

> **ITIMER\_REAL**: 以系统真实的时间来计算，发送SIGALRM信号。
> 
> **ITIMER\_VIRTUAL**: -以该进程在用户态下花费的时间来计算，发送SIGVTALRM信号。
> 
> **ITIMER\_PROF**: 以该进程在用户态下和内核态下所费的时间来计算，发送SIGPROF信号。

new\_value, old\_value 皆为itimerval  结构的实例：

struct itimerval 
    {  
         struct timerval it_interval;  //指定间隔时间
         struct timerval it_value;  //指定初始定时时间
    }
    
     
    struct timeval {
        time_t      tv_sec;         // 秒
        suseconds_t tv_usec;        // 微妙 
    };

> itimeval由两个timeval结构体组成，timeval包含tv\_sec和tv\_usec两部分，其中tv\_sec为秒，tv\_usec为微秒(即1/1000000秒)  
> 其中的new\_value参数用来对计时器进行设置，it\_interval为计时间隔，it\_value为延时时长，下面例子中表示的是在setitimer方法调用成功后，延时1微秒便触发一次SIGALRM信号，以后每隔200毫秒触发一次SIGALRM信号。
> 
> **settimer工作机制是，先对it\_value倒计时，当it\_value为零时触发信号，然后重置为it\_interval，继续对it\_value倒计时，一直这样循环下去。**
> 
> 基于此机制，setitimer既可以用来延时执行，也可定时执行。
> 
> 假如it\_value为0是不会触发信号的，所以要能触发信号，it\_value得大于0；如果it\_interval为零，只会延时，不会定时（也就是说只会触发一次信号)。
> 
> old\_value参数，通常用不上，设置为NULL，它是用来存储上一次setitimer调用时设置的new\_value值。

示例1 ：

#include <stdio.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <signal.h>
    #include <string.h>
    
    int count = 0;
    void set_timer()
    {
        struct itimerval itv;
        memset(&itv,0,sizeof(itv));
        itv.it_interval.tv_sec = 1;//每隔1秒
        itv.it_interval.tv_usec = 0;
        itv.it_value.tv_sec = 3;//第一次3秒
        itv.it_value.tv_usec = 0;
    
        int ret = setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL);
        if(ret)
        {
            printf("setitimer failed!/n");
        }
    }
    void sigalrm_handler(int sig)
    {
        if(sig == SIGALRM)
        {
            count++;
            printf("caught signal.. %d\n", count);
        }
        else
        {
            printf("caught signal failed!\n");	
        }	
    }
    int main()
    {
        signal(SIGALRM, sigalrm_handler);
        set_timer();
        while (count < 5)
        {}
        exit(0);
    }

输出结果：

![2019091611285093.png][]

示例2： 阻塞的例子

#include <stdio.h>
    #include <signal.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <time.h>
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        sigset_t block;
        struct itimerval itv;
    
        sigemptyset(&block);
        sigaddset(&block, SIGALRM);
        sigprocmask(SIG_BLOCK, &block, NULL);
    
        itv.it_interval.tv_sec = 2;
        itv.it_interval.tv_usec = 0;
        itv.it_value = itv.it_interval;
        setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL);
    
        while (1) 
        {
            printf("%ld\n", time(NULL));
            printf("see\n");
            sigwaitinfo(&block, NULL);
        }
        return 0;
    }

输出结果：

![2019091611352551.png][]

关于POSIX 定时器 详细总结请看下一篇

[linux 下 alarm(), setitimer 定时器与 POSIX 定时器 timer\_settime()对比总结 （下）][linux _ alarm_ setitimer _ POSIX _ timer_settime_]

### 参考链接： ###

[定时器函数SetTime与setitimer][SetTime_setitimer]

[linux c stitimer 用法说明][linux c stitimer]

[Linux下的定时器以及POSIX定时器:timer\_settime()][Linux_POSIX_timer_settime]

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[linux _ alarm_ setitimer _ POSIX _ timer_settime_]: https://blog.csdn.net/p942005405/article/details/100883568
[SetTime_setitimer]: https://blog.csdn.net/zaishaoyi/article/details/20239997
[linux c stitimer]: https://blog.csdn.net/lixianlin/article/details/25604779
[Linux_POSIX_timer_settime]: https://blog.csdn.net/shangguanyunlan/article/details/51726356