0804-----Linux基础----------定时器之 timerfd
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时间：2015年06月20日
1.timerfd 的基本用法
1.1 timerfd 系列的定时器采用的不是信号，而是 fd 可读，常用的函数有 timerfd_create 、timerfd_settime 和 timerfd_gettime, 这些函数的功能和用法也比较浅显，这里用一个简单的例子（1.2）来说明其用法，create 参数中 CLOCK_REALTIME 是一个相对时间，当系统时间被更改时会进行调整，还有一个参数CLOCK_MONOTONIC，它是绝对时间，更改系统时间对它没有影响，这里flags一般设为0，前面说到，定时器到期表现为 timerfd 可读，因此就可以把该fd加入到IO复用模型当中去（1.3）。
1.2 创建一个定时器，设置好时间间隔结构体的参数，开启定时器，这样一个定时器就可以工作了，但是这里要注意，timerfd 定时器到期时表现为该 fd 有数据可读，因此一旦到时，一定要把数据 read 出去，不然定时器就无法正常工作。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/timerfd.h>
#define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); }while(0)
/*
* 定时器timerfd的基础用法
*/
int main(int argc, const char *argv[])
{
//创建定时器的fd
int timerfd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME, 0);
if(timerfd == -1)
ERR_EXIT("timerfd_create");
//开启定时器，并设置定时器的时间
struct itimerspec new_value; // const
memset(&new_value, 0, sizeof new_value);
new_value.it_value.tv_sec = 5; //初始到期时间
new_value.it_interval.tv_sec = 1; //之后的间隔时间
if(timerfd_settime(timerfd, 0, &new_value, NULL) == -1)
ERR_EXIT("timerfd_settime");
char buf[1024] = {0};
int ret;
while((ret = read(timerfd, buf, sizeof buf)) > 0){
printf("ret = %d, read data:%s\n", ret, buf); //
}
close(timerfd);
return 0;
}
1.3 将timer和poll一起使用，timerfd 加入到 poll 的监听数组中，当 timer 到期，poll 就会监听到该 timerfd。这里 poll 采用的是水平触发模式，也就是说对于某 fd 可读，如果不做 read 处理，那么下次会再次返回该 fd，即该 fd一直可读，等待着被读出去，如果不读出去，就一直被触发，那么定时器就没用了。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <poll.h>
#include <sys/timerfd.h>
#define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); }while(0)
/*
* 定时器timerfd 和 epoll 一起使用
*/
int main(int argc, const char *argv[])
{
//创建定时器的fd
int timerfd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME, 0);
if(timerfd == -1)
ERR_EXIT("timerfd_create");
//开启定时器，并设置定时器的时间
struct itimerspec new_value; // const
memset(&new_value, 0, sizeof new_value);
new_value.it_value.tv_sec = 5; //初始到期时间
new_value.it_interval.tv_sec = 1; //之后的间隔时间
if(timerfd_settime(timerfd, 0, &new_value, NULL) == -1)
ERR_EXIT("timerfd_settime");
char buf[1024] = {0};
struct pollfd event[1];
event[0].fd = timerfd;
event[0].events = POLLIN;
while(1){
int ret = poll(event, 1, 10000);//等待的最长时间是10s
if(ret == -1)
ERR_EXIT("poll");
else if(ret == 0)
printf("timeout\n");
else{
if(read(timerfd, buf, sizeof buf) == -1) //这里如果不read 会一直被触发
ERR_EXIT("read");
printf("foobar....\n");
}
}
}
1.4 一个Timer类，这里把 timerfd 类的函数封装成类，由用户提供定时器到期时要执行的操作（即使用函数回调），这样做的好处，也就是面向对象的好处，对外界提供接口函数，需要时直接用对象调用，更加安全。
#ifndef __TIMER_H__
#define __TIMER_H__
#include "NonCopyable.h"
#include <functional>
#include <sys/timerfd.h>
class Timer : NonCopyable{
public:
typedef std::function<void ()> TimerCallback; //定时器回调函数类型
Timer();
~Timer();
void setTimer(int init_val, int inter_val); //参数为初始到期时间 和 以后每次的间隔时间
void setCallback(const TimerCallback &callback);
void runTimer();
private:
int timerfd_;
struct itimerspec howlong_;
TimerCallback callback_; //用户自定义的逻辑
};
#endif /*__TIMER_H__*/
#include "Timer.h"
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <iostream>
#define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); }while(0)
Timer::Timer(){
timerfd_ = timerfd_create(CLOCK_REALTIME, 0);
if(timerfd_ == -1)
ERR_EXIT("timer_create");
memset(&howlong_, 0, sizeof howlong_);
}
Timer::~Timer(){
close(timerfd_);
}
void Timer:: setTimer(int init_val, int inter_val){ //参数
howlong_.it_value.tv_sec = init_val;
howlong_.it_interval.tv_sec = inter_val;
}
void Timer::setCallback(const TimerCallback &callback){
callback_ = callback;
}
void Timer::runTimer(){
//开启定时器
if(timerfd_settime(timerfd_, 0, &howlong_, NULL) == -1)
ERR_EXIT("timerfd_settime");
struct pollfd event[1];
event[0].fd = timerfd_;
event[0].events = POLLIN;
char buf[1024];
int ret;
while(1){
ret = poll(event, 1, 1000); //每隔1s 轮询一次
if(ret == -1)
ERR_EXIT("poll");
else if(ret == 0)
std::cout << "timerout" << std::endl;
else{
if(read(timerfd_, buf, sizeof buf)== -1)
ERR_EXIT("read");
callback_(); //调用用户逻辑
}
}
}
#include "Timer.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void func(){
cout << "hello world" << endl;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
Timer tm;
tm.setTimer(3, 1);
tm.setCallback(func);
tm.runTimer();
return 0;
}
2.Timer 和 Thread 类的组合
2.1 程序编写思路：
a）把用户逻辑 bind 到 Timer 里面；
b）把Timer 的 runTimer 方法bind 到 Thread 里面；
c）也就是说，把 Timer 的操作封装到线程里，执行线程也就是开启定时器。
2.2 源程序清单
a）Thread.h Thread.cpp
#ifndef __THREAD_H__
#define __THREAD_H__
#include "NonCopyable.h"
#include <pthread.h>
#include <functional>
class Thread : NonCopyable{
public:
typedef std::function<void ()> ThreadCallback;
Thread();
explicit Thread(const ThreadCallback &callback);
~Thread();
void setCallback(const ThreadCallback &callback);
void start();
void join();
private:
static void *thread_func(void *);
pthread_t tid_;
ThreadCallback callback_;
bool isStarted_;
};
#endif /*__THREAD_H__*/
#include "Thread.h"
Thread::Thread()
:tid_(-1),
isStarted_(false)
{
}
Thread::Thread(const ThreadCallback &callback)
:tid_(-1),
isStarted_(false),
callback_(callback)
{
}
Thread::~Thread(){
if(isStarted_)
pthread_detach(tid_);
}
void Thread::setCallback(const ThreadCallback &callback){
callback_ = callback;
}
void Thread::start(){
isStarted_ = true;
pthread_create(&tid_, NULL, thread_func, this);
}
void Thread::join(){
isStarted_ = false;
pthread_join(tid_, NULL);
}
void *Thread::thread_func(void *arg){
Thread *pt = static_cast<Thread *>(arg);
pt->callback_();
return NULL;
}
b) test_timer.cpp
#include "Timer.h"
#include "Thread.h"
#include <iostream>
using namespace std;
/*
* 使用类的组合 Thread 和 Timer 类
*/
class TimerThread{
public:
TimerThread();
void print(); //定时器到期时 执行的函数
void startTimerThread();
private:
Thread thread_;
Timer timer_;
};
TimerThread::TimerThread(){}
void TimerThread::print(){
cout << "hello world" << endl;
}
void TimerThread::startTimerThread(){
timer_.setTimer(3, 1);
timer_.setCallback(bind(&TimerThread::print, this));
// 线程类用来封装Timer的操作
thread_.setCallback(bind(&Timer::runTimer, &timer_));
thread_.start();
thread_.join();
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
TimerThread tt;
tt.startTimerThread();
return 0;
}
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