timerfd API使用總結

timerfd 介紹

timerfd 是在Linux內核2.6.25版本中添加的接口，其是Linux為用戶提供的一個定時器接口。這個接口基于文件描述符，所以可以被用于select/poll/epoll的場景。當使用timerfd API創建多個定時器任務并置于poll中進行事件監聽，當沒有可響應的事件，則程序阻塞在poll中，當有事件發生，通過poll的這個事件入口，對產生的事件進行響應，從而構成了一個事件輪訓程序。

timerfd 相關函數

#include <time.h>
int clock_gettime(clockid_t clockid, struct timespec *tp);
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clock_gettime函數主要用于獲取系統時間，精確到納秒級別。在編譯時需要添加-lrt庫，clockid_t clockid指定用何種模式獲取時間，struct timespec *tp用于存儲獲取到的時間。其中clockid主要有如下常用的參數：?
CLOCK_REALTIME:系統實時時間,隨系統實時時間改變而改變,即從UTC1970-1-1 0:0:0開始計時,中間時刻如果系統時間被用戶改成其他,則對應的時間相應改變?
CLOCK_MONOTONIC:從系統啟動這一刻起開始計時,不受系統時間被用戶改變的影響?
　　CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:本進程到當前代碼系統CPU花費的時間?
　　CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:本線程到當前代碼系統CPU花費的時間

#include <sys/timerfd.h>
int timerfd_create(int clockid, int flags);
int timerfd_settime(int fd, int flags, const struct itimerspec *new_value,struct itimerspec *old_value);
int timerfd_gettime(int fd, struct itimerspec *curr_value);
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  • timerfd_create函數主要用于生成一個定時器對象，返回與之關聯的文件描述符，clockid可以設置CLOCK_REALTIME和CLOCK_MONOTONIC，flags可以設置為TFD_NONBLOCK（非阻塞），TFD_CLOEXEC（同O_CLOEXEC）
  • timerfd_settime用于啟動和停止定時器，fd為timerfd_create獲得的定時器文件描述符，flags為0表示是相對定時器，為TFD_TIMER_ABSTIME表示是絕對定時器。const struct itimerspec *new_value表示設置超時的時間。?
    其數據結構：
  struct timespec {time_t tv_sec;                /* Seconds */long   tv_nsec;               /* Nanoseconds */};struct itimerspec {struct timespec it_interval;  /* Interval for periodic timer */struct timespec it_value;     /* Initial expiration */};
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需要注意的是itimerspec 結構成員表示的意義：?
it_value是首次超時時間，需要填寫從clock_gettime獲取的時間，并加上要超時的時間。 it_interval是后續周期性超時時間，是多少時間就填寫多少。?
it_interval不為0則表示是周期性定時器。?
it_value和it_interval都為0表示停止定時器。

  • timerfd_gettime此函數用于獲得定時器距離下次超時還剩下的時間。如果調用時定時器已經到期，并且該定時器處于循環模式（設置超時時間時struct itimerspec::it_interval不為0），那么調用此函數之后定時器重新開始計時。

參考示例

示例一


int tu_set_timer(tu_timer_t * timer, uint64_t milliseconds, bool continious, timer_handler_cb_t timer_handler_cb, void * timer_handler_arg)
{int fd;struct itimerspec its;//創建的定時器    fd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, TFD_NONBLOCK);if (fd == -1){LOG_PRINT("Error creating timer");return -1;}//設置超時時間its.it_value.tv_sec = (milliseconds * 1000000) / 1000000000;its.it_value.tv_nsec = (milliseconds * 1000000) % 1000000000;//如果是周期定時器，則設置it_interval,如果不是則為0its.it_interval.tv_sec = continious ? its.it_value.tv_sec : 0;its.it_interval.tv_nsec = continious ? its.it_value.tv_nsec : 0;//設置定時到達后的響應函數及其函數參數timer->timer_handler_cb = timer_handler_cb;timer->timer_handler_arg = timer_handler_arg;timer->continious = continious;//標記是否為循環周期定時器//啟動定時器，并將文件描述符添加到poll中監聽if ((timerfd_settime(fd, 0, &its, NULL) == 0) && ((timer->fd_index = polling_define_poll_fd(fd, POLLIN, tu_timer_handler, timer)) != -1)){timer->in_use = true;return 0;}close(fd);return -1;
}
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示例二


int tu_set_timer_realtime(tu_timer_t * timer, uint64_t milliseconds, bool continious, timer_handler_cb_t timer_handler_cb, void * timer_handler_arg)
{int fd;struct itimerspec its;struct timespec now;time_t tv_sec;long tv_nsec;//獲取絕對時間if(clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&now) == -1){LOG_PRINT("Error clock_gettime timer\n");return -1;}//創建定時器，非阻塞方式   fd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME, TFD_NONBLOCK);if (fd == -1){LOG_PRINT("Error creating timer\n");return -1;}//計算時間tv_sec = (milliseconds * 1000000) / 1000000000;tv_nsec = (milliseconds * 1000000) % 1000000000;//設置到期時間its.it_value.tv_sec  = now.tv_sec + tv_sec;its.it_value.tv_nsec = now.tv_nsec + tv_nsec;//如果使用循環模式，設置循環間隔its.it_interval.tv_sec = continious ? tv_sec : 0;its.it_interval.tv_nsec = continious ? tv_nsec : 0;//設置定時到達后的響應函數及其函數參數timer->timer_handler_cb = timer_handler_cb;timer->timer_handler_arg = timer_handler_arg;timer->continious = continious;//啟動定時器，并將文件描述符添加到poll中監聽if ((timerfd_settime(fd,TFD_TIMER_ABSTIME, &its, NULL) == 0) && ((timer->fd_index = polling_define_poll_fd(fd, POLLIN, tu_timer_handler, timer)) != -1)){timer->in_use = true;LOG_PRINT("tu_set_timer_realtime--\n");return 0;}LOG_PRINT("Error setting timer\n");close(fd);return -1;
}
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poll中的回調函數

void tu_timer_handler(void * arg)
{tu_timer_t * timer = arg;uint64_t exp;if (timer->continious)//重復定時器{if (read(polling_fds[timer->fd_index].fd, &exp, sizeof(uint64_t)) != sizeof(uint64_t)){LOG_PRINT("%p ERROR timer read. Killing timer.\n", timer);tu_kill_timer(timer);}}else{tu_kill_timer(timer);//關閉定時器}//調用定時器處理函數timer->timer_handler_cb(timer->timer_handler_arg);
}

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