Linux环境编程用户层定时器使用一 timerfd的使用-白红宇

Linux环境编程用户层定时器使用一 timerfd的使用

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发布时间：2023-04-16

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timerfd 是 Linux 提供的一种定时器机制，基于文件描述符，具有高精度，定时器的精度最高可达纳秒级别。其 API 接口包括定时器的创建、启动、关闭和删除等功能。

1. 创建定时器

定时器的创建可以通过 timerfd_create 函数实现。该函数接收两个参数：clockid 和 flags。clockid 可以是 CLOCK_REALTIME（实时时钟）或 CLOCK_MONOTONIC（递增时钟）。实时时钟可能受系统时间的影响，而递增时钟则不会。flags 可选参数包括 TFD_NONBLOCK（非阻塞）和 TFD_CLOEXEC。使用非阻塞模式时，定时器的读操作不会阻塞，直到定时器超时为止。

2. 启动和停止定时器

定时器的启动和关闭可以通过 timerfd_settime 函数实现。该函数接收四个参数：fd（定时器描述符）、flags（0 或 TFD_TIMER_ABSTIME），new_value（新的超时值），以及可选的 old_value（用于存储当前时间）。如果 new_value.it_value 为 0，则表示停止定时器。如果 new_value.it_interval 为 0，则表示定时器只会触发一次。

3. 关闭定时器

定时器与其他文件描述符一样，使用 close 函数释放其资源。注意，在使用定时器之前，应确保其已被正确关闭，以避免资源泄漏。

4. 时间结构体

定时器相关的时间结构体包括 struct timespec 和 struct itimerspec。struct timespec 包含 tv_sec（秒）和 tv_nsec（纳秒）两个成员，用于表示时间。struct itimerspec 包含 it_interval（间隔时间）和 it_value（初始超时时间）两个成员。

组合epoll使用的定时器示例

以下是一个结合epoll使用的定时器示例。该示例创建一个每隔 2 秒超时的定时器，并将其添加到epoll监听队列中。每当定时器超时时，epoll会触发读事件，随后可以执行相应的定时器回调函数。

#include 
   
    #include 
    
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       #include 
       
        #include 
        
         #define TIME_MAX 2int main() { int tfd; int efd; uint64_t value; struct epoll_event ev, *evptr; struct itimerspec time_intv; // 创建定时器 tfd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0); if (tfd == -1) { printf("create timer fd fail\n"); return -1; } // 设置定时器时间 time_intv.it_value.tv_sec = TIME_MAX; time_intv.it_value.tv_nsec = 0; time_intv.it_interval.tv_sec = time_intv.it_value.tv_sec; time_intv.it_interval.tv_nsec = time_intv.it_value.tv_nsec; // 启动定时器 if (timerfd_settime(tfd, 0, &time_intv, NULL) == -1) { printf("set timer time fail\n"); return -1; } // 创建epoll实例 efd = epoll_create1(0); if (efd == -1) { printf("create epoll fail\n"); close(tfd); return -1; } // 准备事件 evptr = (struct epoll_event *)malloc(sizeof(struct epoll_event)); if (!evptr) { printf("epoll event malloc fail\n"); close(tfd); close(efd); return -1; } ev.data.fd = tfd; ev.events = EPOLLIN; // 将定时器添加到epoll队列中 if (epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, tfd, &ev) == -1) { printf("epoll add fail\n"); close(tfd); close(efd); return -1; } // 等待事件 while (1) { int ret = epoll_wait(efd, evptr, 1, -1); if (ret == -1) { printf("epoll wait fail\n"); break; } if (evptr[0].events & EPOLLIN) { ret = read(evptr[0].data.fd, &value, sizeof(uint64_t)); if (ret == -1) { printf("read return -1, errno: %d\n", errno); } else { printf("*** timer up ***\n"); } } } // 释放资源 free(evptr); close(tfd); close(efd); return 0;}

该示例通过epoll监听定时器的读事件，当定时器超时时，epoll会触发相应的事件，随后可以执行定时器回调函数。

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