c语言中的linux中的计时器[重复]

Question

可能重复：
Loops/timers in C

过去 3 天我一直在阅读有关计时器的内容，但我找不到任何有用的东西，我正在尝试在实际示例中理解它，有人可以帮我弄清楚如何为下面设置警报程序。

我怎样才能设置一个定时器，让它发送2个参数，一个是数组名，第二个是要删除的数字，我知道下面的无论如何都不安全，我只是想了解如何使用带参数的警报来调用函数。

请注意，环境是 Linux，我也感谢任何与工作 C 示例的链接。

#include<stdio.h>
int delete_from_array(int arg) ;


    int main()
    {

    int a[10000], i, y ;
    //how to set timer here for to delete any number in array after half a second
    for (y=0; y < 100; y++) {


        for (i=0; i<sizeof(a) / sizeof(int); i++)
            a[i] = i;
    sleep(1);
    printf("wake\n");
    }

    }

    int delete_from_array(int arg) 
    {
    int i, a[1000], number_to_delete=0;

    //number_to_delete = arg->number;

    for (i=0; i<sizeof(a); i++)
        if (a[i] == number_to_delete)
            a[i] = 0;
    printf("deleted\n");

    }

我想要做的是我有一个哈希值在 1 秒后过期，所以在我将值插入哈希后，我需要创建一个计时器以便它会删除该值假设 1 秒后，如果我在该时间间隔（1 秒）之前从服务器收到响应，那么我从哈希中删除值并删除计时器，几乎就像 tcp 中的重新传输

Answer 1

你想使用信号还是线程？

首先，设置信号处理器或者准备一个合适的线程函数；详情请见man 7 sigevent。

接下来，使用timer_create() 创建一个合适的计时器。详情请见man 2 timer_create。

根据您在计时器触发时执行的操作，您可能希望将计时器设置为单次触发，或者之后以较短的间隔重复。您使用timer_settime() 来启用和解除计时器；详情请见man 2 timer_settime。

在实际应用中，您通常需要复用定时器。即使一个进程可以创建多个计时器，它们也是有限的资源。特别是超时计时器——设置标志和/或向特定线程发送信号是微不足道的——应该使用单个计时器，该计时器在下一次超时时触发，设置相关的超时标志，并可选择发送信号（使用空体处理程序）到所需的线程以确保它被中断。 （对于单线程进程，原始信号传递将中断阻塞 I/O 调用。）考虑一个服务器，响应某个请求：请求本身可能有大约一分钟左右的超时，同时处理请求可能需要连接超时、I/O 超时等。

现在，最初的问题很有趣，因为定时器在有效使用时非常强大。但是，示例程序基本上是无稽之谈。你为什么不创建一个设置一个或多个计时器的程序，例如每个输出一些东西到标准输出？请记住使用来自unistd.h 的write() 等，因为它们是async-signal safe，而来自stdio.h 的printf() 等则不是。 （如果您的信号处理程序使用非异步信号安全函数，则结果未定义。它通常可以工作，但根本不能保证；它可能和工作一样崩溃。测试不会告诉你，因为它是 未定义。）

---

编辑添加：这是一个多路超时的简单示例。

（在法律允许的范围内，我将下面显示的代码 sn-ps 的所有版权以及相关和邻接权奉献给全球公共领域；请参阅CC0 Public Domain Dedication。换句话说，请随意使用下面的代码以任何你希望的方式，只是不要因为它的任何问题而责怪我。）

我使用了老式的 GCC atomic built-ins，所以它应该是线程安全的。通过一些添加，它也应该适用于多线程代码。 （例如，您不能使用互斥锁，因为 pthread_mutex_lock() 不是异步信号安全的。原子操作超时状态应该可以工作，尽管如果您在触发时禁用超时，可能会留下一些竞争。）

#define _POSIX_C_SOURCE 200809L
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>

#define   TIMEOUTS       16
#define   TIMEOUT_SIGNAL (SIGRTMIN+0)

#define   TIMEOUT_USED   1
#define   TIMEOUT_ARMED  2
#define   TIMEOUT_PASSED 4

static timer_t               timeout_timer;
static volatile sig_atomic_t timeout_state[TIMEOUTS] = { 0 };
static struct timespec       timeout_time[TIMEOUTS];


/* Return the number of seconds between before and after, (after - before).
 * This must be async-signal safe, so it cannot use difftime().
*/
static inline double timespec_diff(const struct timespec after, const struct timespec before)
{
    return (double)(after.tv_sec - before.tv_sec)
         + (double)(after.tv_nsec - before.tv_nsec) / 1000000000.0;
}

/* Add positive seconds to a timespec, nothing if seconds is negative.
 * This must be async-signal safe.
*/
static inline void timespec_add(struct timespec *const to, const double seconds)
{
    if (to && seconds > 0.0) {
        long  s = (long)seconds;
        long  ns = (long)(0.5 + 1000000000.0 * (seconds - (double)s));

        /* Adjust for rounding errors. */
        if (ns < 0L)
            ns = 0L;
        else
        if (ns > 999999999L)
            ns = 999999999L;

        to->tv_sec += (time_t)s;
        to->tv_nsec += ns;

        if (to->tv_nsec >= 1000000000L) {
            to->tv_nsec -= 1000000000L;
            to->tv_sec++;
        }
    }
}

/* Set the timespec to the specified number of seconds, or zero if negative seconds.
*/
static inline void timespec_set(struct timespec *const to, const double seconds)
{
    if (to) {
        if (seconds > 0.0) {
            const long  s = (long)seconds;
            long       ns = (long)(0.5 + 1000000000.0 * (seconds - (double)s));

            if (ns < 0L)
                ns = 0L;
            else
            if (ns > 999999999L)
                ns = 999999999L;

            to->tv_sec = (time_t)s;
            to->tv_nsec = ns;

        } else {
            to->tv_sec = (time_t)0;
            to->tv_nsec = 0L;
        }
    }
}


/* Return nonzero if the timeout has occurred.
*/
static inline int timeout_passed(const int timeout)
{
    if (timeout >= 0 && timeout < TIMEOUTS) {
        const int  state = __sync_or_and_fetch(&timeout_state[timeout], 0);

        /* Refers to an unused timeout? */
        if (!(state & TIMEOUT_USED))
            return -1;

        /* Not armed? */
        if (!(state & TIMEOUT_ARMED))
            return -1;

        /* Return 1 if timeout passed, 0 otherwise. */
        return (state & TIMEOUT_PASSED) ? 1 : 0;

    } else {
        /* Invalid timeout number. */
        return -1;
    }
}

/* Release the timeout.
 * Returns 0 if the timeout had not fired yet, 1 if it had.
*/
static inline int timeout_unset(const int timeout)
{
    if (timeout >= 0 && timeout < TIMEOUTS) {
        /* Obtain the current timeout state to 'state',
         * then clear all but the TIMEOUT_PASSED flag
         * for the specified timeout.
         * Thanks to Bylos for catching this bug. */
        const int  state = __sync_fetch_and_and(&timeout_state[timeout], TIMEOUT_PASSED);

        /* Invalid timeout? */
        if (!(state & TIMEOUT_USED))
            return -1;

        /* Not armed? */
        if (!(state & TIMEOUT_ARMED))
            return -1;

        /* Return 1 if passed, 0 otherwise. */
        return (state & TIMEOUT_PASSED) ? 1 : 0;

    } else {
        /* Invalid timeout number. */
        return -1;
    }
}


int timeout_set(const double seconds)
{
    struct timespec   now, then;
    struct itimerspec when;
    double            next;
    int               timeout, i;

    /* Timeout must be in the future. */
    if (seconds <= 0.0)
        return -1;

    /* Get current time, */
    if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &now))
        return -1;

    /* and calculate when the timeout should fire. */
    then = now;
    timespec_add(&then, seconds);

    /* Find an unused timeout. */
    for (timeout = 0; timeout < TIMEOUTS; timeout++)
        if (!(__sync_fetch_and_or(&timeout_state[timeout], TIMEOUT_USED) & TIMEOUT_USED))
            break;

    /* No unused timeouts? */
    if (timeout >= TIMEOUTS)
        return -1;

    /* Clear all but TIMEOUT_USED from the state, */
    __sync_and_and_fetch(&timeout_state[timeout], TIMEOUT_USED);

    /* update the timeout details, */
    timeout_time[timeout] = then;

    /* and mark the timeout armable. */
    __sync_or_and_fetch(&timeout_state[timeout], TIMEOUT_ARMED);

    /* How long till the next timeout? */
    next = seconds;
    for (i = 0; i < TIMEOUTS; i++)
        if ((__sync_fetch_and_or(&timeout_state[i], 0) & (TIMEOUT_USED | TIMEOUT_ARMED | TIMEOUT_PASSED)) == (TIMEOUT_USED | TIMEOUT_ARMED)) {
            const double secs = timespec_diff(timeout_time[i], now);
            if (secs >= 0.0 && secs < next)
                next = secs;
        }

    /* Calculate duration when to fire the timeout next, */
    timespec_set(&when.it_value, next);
    when.it_interval.tv_sec = 0;
    when.it_interval.tv_nsec = 0L;

    /* and arm the timer. */
    if (timer_settime(timeout_timer, 0, &when, NULL)) {
        /* Failed. */
        __sync_and_and_fetch(&timeout_state[timeout], 0);
        return -1;
    }

    /* Return the timeout number. */
    return timeout;
}


static void timeout_signal_handler(int signum __attribute__((unused)), siginfo_t *info, void *context __attribute__((unused)))
{
    struct timespec   now;
    struct itimerspec when;
    int               saved_errno, i;
    double            next;

    /* Not a timer signal? */
    if (!info || info->si_code != SI_TIMER)
        return;

    /* Save errno; some of the functions used may modify errno. */
    saved_errno = errno;

    if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &now)) {
        errno = saved_errno;
        return;
    }

    /* Assume no next timeout. */
    next = -1.0;

    /* Check all timeouts that are used and armed, but not passed yet. */
    for (i = 0; i < TIMEOUTS; i++)
        if ((__sync_or_and_fetch(&timeout_state[i], 0) & (TIMEOUT_USED | TIMEOUT_ARMED | TIMEOUT_PASSED)) == (TIMEOUT_USED | TIMEOUT_ARMED)) {
            const double  seconds = timespec_diff(timeout_time[i], now);
            if (seconds <= 0.0) {
                /* timeout [i] fires! */
                __sync_or_and_fetch(&timeout_state[i], TIMEOUT_PASSED);

            } else
            if (next <= 0.0 || seconds < next) {
                /* This is the soonest timeout in the future. */
                next = seconds;
            }
        }

    /* Note: timespec_set() will set the time to zero if next <= 0.0,
     *       which in turn will disarm the timer.
     * The timer is one-shot; it_interval == 0.
    */
    timespec_set(&when.it_value, next);
    when.it_interval.tv_sec = 0;
    when.it_interval.tv_nsec = 0L;
    timer_settime(timeout_timer, 0, &when, NULL);

    /* Restore errno. */
    errno = saved_errno;
}


int timeout_init(void)
{
    struct sigaction  act;
    struct sigevent   evt;
    struct itimerspec arm;

    /* Install timeout_signal_handler. */
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_sigaction = timeout_signal_handler;
    act.sa_flags = SA_SIGINFO;
    if (sigaction(TIMEOUT_SIGNAL, &act, NULL))
        return errno;

    /* Create a timer that will signal to timeout_signal_handler. */
    evt.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
    evt.sigev_signo = TIMEOUT_SIGNAL;
    evt.sigev_value.sival_ptr = NULL;
    if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &evt, &timeout_timer))
        return errno;

    /* Disarm the timeout timer (for now). */
    arm.it_value.tv_sec = 0;
    arm.it_value.tv_nsec = 0L;
    arm.it_interval.tv_sec = 0;
    arm.it_interval.tv_nsec = 0L;
    if (timer_settime(timeout_timer, 0, &arm, NULL))
        return errno;

    return 0;
}

int timeout_done(void)
{
    struct sigaction  act;
    struct itimerspec arm;
    int               errors = 0;

    /* Ignore the timeout signals. */
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_handler = SIG_IGN;
    if (sigaction(TIMEOUT_SIGNAL, &act, NULL))
        if (!errors) errors = errno;

    /* Disarm any current timeouts. */
    arm.it_value.tv_sec = 0;
    arm.it_value.tv_nsec = 0L;
    arm.it_interval.tv_sec = 0;
    arm.it_interval.tv_nsec = 0;
    if (timer_settime(timeout_timer, 0, &arm, NULL))
        if (!errors) errors = errno;

    /* Destroy the timer itself. */
    if (timer_delete(timeout_timer))
        if (!errors) errors = errno;

    /* If any errors occurred, set errno. */
    if (errors)
        errno = errors;

    /* Return 0 if success, errno otherwise. */
    return errors;
}

记得在编译时包含rt库，即使用gcc -W -Wall *source*.c -lrt -o *binary*编译。

这个想法是，主程序首先调用timeout_init() 来安装所有必要的处理程序等，并且可以在退出之前调用timeout_done() 以将其卸载（或在fork()ing 之后的子进程中）。

要设置超时，请致电timeout_set(seconds)。返回值是一个超时描述符。目前只有一个标志可以使用timeout_passed() 检查，但超时信号的传递也会中断任何阻塞的 I/O 调用。因此，您可以预期超时会中断任何阻塞 I/O 调用。

如果你想做的不仅仅是在超时设置一个标志，你不能​​在信号处理程序中这样做；请记住，在信号处理程序中，您仅限于异步信号安全功能。最简单的解决方法是使用一个单独的线程，在sigwaitinfo() 上进行无限循环，并在所有其他线程中阻塞TIMEOUT_SIGNAL 信号。这样可以保证专用线程捕获信号，但同时不限于异步信号安全功能。例如，它可以做更多的工作，甚至可以使用pthread_kill() 向特定线程发送信号。 （只要该信号有一个处理程序，即使是一个空主体，它的传递也会中断该线程中的任何阻塞 I/O 调用。）

这是一个简单的例子main() 使用超时。这很愚蠢，并且依赖于fgets() 不重试（当被信号中断时），但它似乎可以工作。

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char    buffer[1024], *line;
    int t1, t2, warned1;

    if (timeout_init()) {
        fprintf(stderr, "timeout_init(): %s.\n", strerror(errno));
        return 1;
    }

    printf("You have five seconds to type something.\n");
    t1 = timeout_set(2.5); warned1 = 0;
    t2 = timeout_set(5.0);
    line = NULL;

    while (1) {

        if (timeout_passed(t1)) {
            /* Print only the first time we notice. */
            if (!warned1++)
                printf("\nTwo and a half seconds left, buddy.\n");
        }

        if (timeout_passed(t2)) {
            printf("\nAw, just forget it, then.\n");
            break;
        }

        line = fgets(buffer, sizeof buffer, stdin);
        if (line) {
            printf("\nOk, you typed: %s\n", line);
            break;
        }
    }

    /* The two timeouts are no longer needed. */
    timeout_unset(t1);
    timeout_unset(t2);

    /* Note: 'line' is non-NULL if the user did type a line. */

    if (timeout_done()) {
        fprintf(stderr, "timeout_done(): %s.\n", strerror(errno));
        return 1;
    }

    return 0;
}

Answer 2

一个有用的阅读是time(7) 手册页。请注意，Linux 还提供了timerfd_create(2) Linux 特定的syscall，通常与poll(2) 之类的多路复用系统调用（或ppoll(2) 或更旧的select(2) 系统调用）一起使用。

如果你想使用信号，别忘了仔细阅读 signal(7) 手册页（关于编码信号处理程序有限制；你可能想在你的信号处理程序中设置一个 volatile sigatomic_t 变量；你不应该做任何事情new 或 delete - 或 malloc & free- 信号处理程序内的内存管理操作，其中仅允许 async-safe 函数调用。）。

另请注意，面向事件的编程，例如 GUI 应用程序，通常提供方法（在 Gtk、Qt、libevent，...）在其事件循环中管理计时器。