Linux下如何实现秒以下精确定时与休眠

superadmin

Linux中提供的休眠函数是sleep和alarm，但是他们仅仅提供以秒为单位的休眠，这中休眠有些进程显然太长了，那么怎样才能使进程以更小的时间分辨率休眠呢？

我知道的方法有2种，下面就做分别介绍。

第一种方法是使用定时器，Linux提供的定时器函数是：

int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct
itimerval *ovalue);

which指定那种定时器。Linux提供3种定时器：
TIMER_REAL: 准确定时器，超时会发出SIGALRM信号；
TIMER_VIRTUAL: 虚拟定时器，只记进程时间，所以会根据进程执行时间而变化，不能实现准确定时，超时发出SIGVTALRM信号；
TIMER_PROF: 梗概计时器，它会根据进程时间和系统时间而变化，不能实现准确定时，超时发出SIGPROF信号；
在进程中应该捕捉所设定时器会发出的信号，因为进程收到定时器超时发出的信号后，默认动作是终止。

value是设置定时器时间，相关结构如下：

struct itimerval {
struct timeval it_interval;
struct timeval it_value;
};
struct timeval {
long tv_sec;
long tv_usec;
};

it_interval指定间隔时间，it_value指定初始定时时间。如果只指定it_value，就是实现一次定时；如果同时指定it_interval，则超时后，系统会重新初始化it_value为it_interval，实现重复定时；两者都清零，则会清除定时器。

tv_sec提供秒级精度，tv_usec提供微秒级精度，以值大的为先，注意1s = 1000000ms。

ovalue用来保存先前的值，常设为NULL。

如果是以setitimer提供的定时器来休眠，只需阻塞等待定时器信号就可以了。

第二种方法是使用select来提供精确定时和休眠：

int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds,
struct timeval *timeout);

n指监视的文件描述符范围，通常设为所要select的fd＋1，readfds，writefds和exceptfds分别是读，写和异常文件描述符集，timeout为超时时间。

可能用到的关于文件描述符集操作的宏有：
FD_CLR(int fd, fd_set *set); 清除fd
FD_ISSET(int fd, fd_set *set); 测试fd是否设置
FD_SET(int fd, fd_set *set); 设置fd
FD_ZERO(fd_set *set); 清空描述符集


我们此时用不到这些宏，因为我们并不关心文件描述符的状态，我们关心的是select超时。所以我们需要把readfds，writefds和exceptfds都设为NULL，只指定timeout时间就行了。至于n我们可以不关心，所以你可以把它设为任何非负值。实现代码如下：



int msSleep(long ms) {

struct timeval tv;



tv.tv_sec = 0;

tv.tv_usec = ms;



return select(0, NULL, NULL, NULL, &tv);

}

呵呵，怎么样，是不是很简单？

结语：
setitimer和select都能实现进程的精确休眠，本文分别对他们进行了简单介绍，并给出了一个简单的给予select的实现。我不推荐使用setitimer，因为一者Linux系统提供的timer有限（每个进程至多能设3个不同类型的timer），再者ssetitimer实现起来没有select简单。

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虽然setitimer和select函数的时间入口参数为struct timeval，即表面上支持到微秒级别的时间粒度，但在实际的内核实现中，它们仍然是以秒级实现的。因此并没有实现真正意义上的定时精度的提高。