【LinuxC语言】setitimer与getitimer函数

前言

在Linux系统下，编写程序时经常需要使用定时器来实现一些定时任务、超时处理等功能。setitimer() 和 getitimer() 函数是两个用于操作定时器的重要函数。它们可以帮助我们设置定时器的值、获取定时器的当前值等操作，为编写高效的定时器相关功能提供了强大的支持。

一、setitimer() 函数

• 函数原型：

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

• 参数：

  • which：指定定时器类型，可以是 ITIMER_REAL、ITIMER_VIRTUAL 或 ITIMER_PROF。
    ITIMER_REAL、ITIMER_VIRTUAL 和 ITIMER_PROF 是用于指定定时器类型的常量，它们分别代表了不同的定时器类型，具有不同的作用：

1. ITIMER_REAL：

   • 作用：用于实现真实时间定时器。
   • 特点：当定时器到期时，会发送 SIGALRM 信号给进程，即实际时间过去后触发。
   • 用途：通常用于实现计时、定时任务、超时处理等功能。

2. ITIMER_VIRTUAL：

   • 作用：用于实现虚拟时间定时器。
   • 特点：定时器仅在进程花费在用户态的时间时减少。
   • 用途：通常用于统计进程的用户态运行时间，例如性能分析、资源消耗分析等。

3. ITIMER_PROF：

   • 作用：用于实现进程 CPU 时间定时器。
   • 特点：定时器仅在进程花费在用户态和内核态的时间时减少。
   • 用途：通常用于统计进程的用户态和内核态运行时间，例如性能分析、资源消耗分析等。

这些定时器类型可以根据不同的需求选择合适的类型来实现相应的功能。例如，如果需要实现一个需要在特定时间间隔内执行的任务，可以选择使用 ITIMER_REAL 定时器；如果需要统计进程在用户态的运行时间，可以选择使用 ITIMER_VIRTUAL 定时器；如果需要统计进程在用户态和内核态的总运行时间，可以选择使用 ITIMER_PROF 定时器。

• new_value：指向 struct itimerval 结构体的指针，用于设置新的定时器值。

• old_value：可选参数，指向 struct itimerval 结构体的指针，用于获取之前的定时器值。

• 返回值：

  • 如果成功，返回0；如果失败，返回-1，并设置 errno 错误码。

二、getitimer() 函数

• 函数原型：

  int getitimer(int which, struct itimerval *curr_value);
  

• 参数：

  • which：指定要获取的定时器类型，可以是 ITIMER_REAL、ITIMER_VIRTUAL 或 ITIMER_PROF。
  • curr_value：指向 struct itimerval 结构体的指针，用于存储当前定时器的值。

• 返回值：

  • 如果成功，返回0；如果失败，返回-1，并设置 errno 错误码。

三、示例代码

下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用 setitimer() 设置一个定时器，并使用 getitimer() 获取当前定时器的值：

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

void timer_handler(int signum) {
    printf("Timer expired!\n");
}

int main() {
    struct itimerval timer;
    signal(SIGALRM, timer_handler); // 设置定时器到期时的信号处理函数

    // 设置定时器的初始值和间隔值
    timer.it_value.tv_sec = 5; // 第一次定时器到期时间为5秒后
    timer.it_value.tv_usec = 0;
    timer.it_interval.tv_sec = 1; // 后续定时器每次到期时间间隔为1秒
    timer.it_interval.tv_usec = 0;

    // 设置定时器
    if (setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL) == -1) {
        perror("setitimer");
        return -1;
    }

    // 获取并打印当前定时器的值
    struct itimerval current_timer;
    if (getitimer(ITIMER_REAL, &current_timer) == -1) {
        perror("getitimer");
        return -1;
    }
    printf("Current timer: %ld seconds %ld microseconds\n", current_timer.it_value.tv_sec, current_timer.it_value.tv_usec);

    // 主进程持续运行，等待定时器信号
    while (1) {
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

这个示例代码首先设置了一个定时器，每隔1秒钟触发一次 SIGALRM 信号。然后使用 getitimer() 函数获取当前定时器的值，并打印出来。最后，程序进入一个无限循环，等待定时器信号的触发。

总结

setitimer() 函数允许我们设置一个定时器，该定时器可以在一定的时间间隔内周期性地触发信号。通过这个函数，我们可以灵活地控制定时器的起始值、间隔值等参数，从而实现不同的定时功能。同时，getitimer() 函数可以用来获取定时器的当前值，帮助我们实时监测定时器的状态。

这两个函数在Linux编程中被广泛应用于实现定时任务、网络超时处理、定时检测等功能。它们为程序员提供了一个方便而强大的工具，使得定时器相关功能的实现变得更加简单高效。通过合理地利用这两个函数，我们可以为我们的程序增加更多的实用性和可靠性。