多线程中定时器的使用-电子工程世界

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不管是在进程还是线程，很多时候我们都会使用一些定时器之类的功能，这里就定时器在多线程的使用说一下。首先在linux编程中定时器函数有alarm()和setitimer(),alarm()可以提供一个基于秒的定时功能，而setitimer可以提供一个基于微妙的定时功能。         alarm()原型：
         ＃i nclude
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
这个函数在使用上很简单，第一次调用这个函数的时候是设置定时器的初值，下一次调用是重新设置这个值，并会返回上一次定时的剩余时间。
          setitimer()原型：
＃i nclude
int setitimer(int which, const struct itimerval *value,
                     struct itimerval *ovalue);
这个函数使用起来稍微有点说法，首先是第一个参数which的值，这个参数设置timer的计时策略，which有三种状态分别是：
ITIMER_REAL:使用系统时间来计数，时间为0时发出SIGALRM信号，这种定时能够得到一个精准的定时，当然这个定时是相对的，因为到了微秒级别我们的处理器本身就不够精确。
ITIMER_VIRTUAL:使用进程时间也就是进程分配到的时间片的时间来计数，时间为0是发出SIGVTALRM信号，这种定时显然不够准确，因为系统给进程分配时间片不由我们控制。
ITIMER_PROF:上面两种情况都能够触发
第二个参数参数value涉及到两个结构体：
struct itimerval {
       struct timeval it_interval;
       struct timeval it_value;
};

struct timeval {
       long tv_sec;
       long tv_usec;
};
在结构体itimerval中it_value是定时器当前的值，it_interval是当it_value的为0后重新填充的值。而timeval结构体中的两个变量就简单了一个是秒一个是微秒。
上面是这两个定时函数的说明，这个函数使用本不是很难，可以说是很简单，但是碰到具体的应用的时候可能就遇到问题了，在多进程编程中使用一般不会碰到什么问题，这里说的这些问题主要体现在多线程编程中。比如下面这个程序
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude

void sig_handler(int signo)
{
          alarm(2);
          printf("alarm signal ");
}

void *pthread_func()
{
          alarm(2);
          while(1)
          {
                   pause();
          }
}

int main(int argc, char **argv)
{
          pthread_t tid;
          int retval;

          signal(SIGALRM, sig_handler);

          if((retval = pthread_create(&tid, NULL, pthread_func, NULL)) < 0)
          {
                   perror("pthread_create");
                   exit(-1);
          }

          while(1)
          {
                   printf("main thread ");
                   sleep(10);
          }
          return 0;
}
这个程序的理想结果是：
main thread
alarm signal
alarm signal
alarm signal
alarm signal
alarm signal
main thread
可事实上并不是这样的，它的结果是：
main pthread
alarm signal
main pthread
alarm signal
main pthread
为什么会出现这种情况呢？是因为发送给工作线程的信号中断的主线程的sleep，并且这个中情况只影响主线程而不会影响到其他的工作线程。我们怎么才能解决这种问题呢，最简单的方法是修改这个程序，修改这个线程主线程使用alarm，工作线程使用sleep。这样就能够达到我们的要求，但是有时候有不能简单的这样操作。所以我们就需要进一步的修改我们的程序。在这里我第一个想到的是使用signal(SIGALRM, SIG_IGN),可是这个是设置整个进程对这个信号的响应方式，经过测试也确实不能完成我期望的功能，那么怎么办呢?有这样一个函数pthread_sigmask，线程中的信号屏蔽，函数的原型及相关函数为：
＃i nclude
int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset);
函数中第一个参数how有三个值SIG_BLOCK、SIG_SETMASK和SIG_UNBLOCK这里我们是用第二个值SIG_SETMASK
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
然后我们改造我们的程序为：
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude

void sig_handler(int signo)
{
          alarm(2);
          printf("alarm signal ");
}

void *pthread_func()
{
          alarm(2);
          while(1)
          {
                   pause();
          }
}

int main(int argc, char **argv)
{
          pthread_t tid, tid_1;
          int retval;

          signal(SIGALRM, sig_handler);

          if((retval = pthread_create(&tid, NULL, pthread_func, NULL)) < 0)
          {
                   perror("pthread_create");
                   exit(-1);
          }

          sigset_t sigset;
          sigemptyset(&sigset);
          sigaddset(&sigset, SIGALRM);
          pthread_sigmask(SIG_SETMASK,&sigset,NULL);

          while(1)
          {
                   printf("main pthread ");
                   sleep(10);
          }
          return 0;
}
这个时候我们就能够看到我们想要的结果了。
这里再附一个setitimer的使用范例
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude
＃i nclude

struct itimerval timerval;
void sig_handler(int signo)
{
          printf("alarm signal ");
}

void *pthread_func()
{

          setitimer(ITIMER_REAL, &timerval, NULL);
          while(1)
          {
                   pause();
          }
}

int main(int argc, char **argv)
{
          pthread_t tid;
          int retval;
          timerval.it_interval.tv_sec = 2;
          timerval.it_interval.tv_usec = 0;
          timerval.it_value.tv_sec = 2;
          timerval.it_value.tv_usec = 0;

          signal(SIGALRM, sig_handler);

          if((retval = pthread_create(&tid, NULL, pthread_func, NULL)) < 0)
          {
                   perror("pthread_create");
                   exit(-1);
          }

          sigset_t sigset;
          sigemptyset(&sigset);
          sigaddset(&sigset, SIGALRM);
          pthread_sigmask(SIG_SETMASK,&sigset,NULL);

          while(1)
          {
                   printf("main thread ");
                   sleep(5);
          }




   return 0;

}

关键字：多线程定时器引用地址：多线程中定时器的使用

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