2.Repeating Timer
其中第一種定時器，從注冊到終止只執行一次，而第二種定時器，在每次執行完以後，自動重新開始。本質上，可以認為 Repeating Timer 是在 Single-Shot Timer 終止之後，再次注冊到定時器系統裡的 Single-Shot Timer，因此，在支持 Single-Shot Timer 的基礎上支持 Repeating Timer 並不算特別的復雜。
[code]struct itimerval {
struct timeval it_interval; /* next value */
struct timeval it_value; /* current value */
};
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* microseconds */
};user api函數：[code]#include <sys/time.h> int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,struct itimerval *old_value);傳入參數：
which：
ITIMER_REAL 以實時時間 (real time) 遞減，在到期之後發送 SIGALRM 信號
ITIMER_VIRTUAL 僅進程在用戶空間執行時遞減，在到期之後發送 SIGVTALRM 信號
ITIMER_PROF 進程在用戶空間執行以及內核為該進程服務時 ( 典型如完成一個系統調用 ) 都會遞減，與 ITIMER_VIRTUAL 共用時可度量該應用在內核空間和用戶空間的時間消耗情況，在到期之後發送 SIGPROF 信號
new_value：
新設置的定時器時間參數。
old_value：
返回的舊的定時器時間。
setitimer 能夠在 timer 到期之後，自動再次啟動自己，因此，用它來解決 Single-Shot Timer 和 Repeating Timer 的問題顯得很簡單。
2.6 內核版本linux 除了上面提到的接口，2.6版本內核以後，都增加了POSIX timer接口API。
[code]#include <signal.h> #include <time.h> int timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *evp,timer_t *timerid); int timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *new_value, struct itimerspec * old_value); int timer_gettime(timer_t timerid, struct itimerspec *curr_value); int timer_getoverrun(timer_t timerid); int timer_delete(timer_t timerid);這套接口是為了讓操作系統對實時有更好的支持，在鏈接時需要指定 -lrt 。
timer_create: 創建了一個定時器。
timer_settime: 啟動或者停止一個定時器。
timer_gettime: 返回到下一次到期的剩余時間值和定時器定義的時間間隔。出現該接口的原因是，如果用戶定義了一個 1ms 的定時器，可能當時系統負荷很重，導致該定時器實際山 10ms 後才超時，這種情況下，overrun=9ms 。
timer_getoverrun: 返回上次定時器到期時超限值。
timer_delete: 停止並刪除一個定時器。
上面最重要的接口是timer_create，其中，clockid 表明了要使用的時鐘類型，在 POSIX 中要求必須實現 CLOCK_REALTIME 類型的時鐘。 evp 參數指明了在定時到期後，調用者被通知的方式。該結構體定義如下 :
[code]union sigval {
int sival_int;
void *sival_ptr;
};
struct sigevent {
int sigev_notify; /* Notification method */
int sigev_signo; /* Timer expiration signal */
union sigval sigev_value;
/* Value accompanying signal or
void (*sigev_notify_function) (union sigval);
/* Function used for thread
notifications (SIGEV_THREAD) */
void *sigev_notify_attributes;
/* Attributes for notification thread
(SIGEV_THREAD) */
pid_t sigev_notify_thread_id;
/* ID of thread to signal (SIGEV_THREAD_ID) */
};sigev_notify 指明了通知的方式 :
SIGEV_NONE
當定時器到期時，不發送異步通知，但該定時器的運行進度可以使用 timer_gettime監測。
SIGEV_SIGNAL
當定時器到期時，發送 sigev_signo 指定的信號。
SIGEV_THREAD
當定時器到期時，以 sigev_notify_function 開始一個新的線程。該函數使用 sigev_value 作為其參數，當 sigev_notify_attributes 非空，則制定該線程的屬性。注意，由於 Linux 上線程的特殊性，這個功能實際上是由 glibc 和內核一起實現的。
SIGEV_THREAD_ID (Linux-specific)
僅推薦在實現線程庫時候使用。
如果 evp 為空的話，則該函數的行為等效於：sigev_notify = SIGEV_SIGNAL，sigev_signo = SIGVTALRM，sigev_value.sival_int = timer ID 。
POSIX timer 接口支持在一個進程中同時擁有多個定時器實例。但是需要注意的是，POSIX timer 接口只在進程環境下才有意義 ，並不適合多線程環境。因此，Linux 提供了基於文件描述符的相關定時器接口：
[code]#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);這樣，由於基於文件描述符，使得該接口可以支持 select，poll 等異步接口，使得定時器的實現和使用更加的方便，它們的使用比 POSIX timer 更加的靈活。為什麼要實現自定義定時器，首先，2.4內核中沒有posix timer接口，而setitimer接口只能允許一個進程中存在一個定時器，那麼當我們需要在進程中使用多個定時器時就束手無措，另外也是為了程序上的兼容，所以我們接下來將介紹如何實現自己的定時器。
[code]#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include "list.h"
/**
* @file name: timer.c
* @author:xhc
* @date:2016.5.17
*
*/
#define MAX_TIMER_NUM 50
typedef void (*callback)(int id, void *data, int len);
typedef void (*SIG_FUNC)(int signo);
typedef struct timer{
struct list_head node;
int interval; /*timer interval(second)*/
int elapse; /*timer count*/
callback cb; /*call back function*/
void *user; /*user data*/
int len;
int id; /*timerid*/
}timer_node_t;
struct timer_list{
struct list_head head;
int num;
int size;
void (*sighandler_old)(int);
void (*sighandler)(int);
struct itimerval ovalue;
struct itimerval value;
};
/**
* Local data
*/
static struct timer_list *timer_list = NULL;
static void sig_func(int signo)
{
struct list_head *node;
struct list_head *tmp;
timer_node_t *timer;
if(list_empty(&timer_list->head) == true){
return;
}
list_for_each_safe(node, tmp, &timer_list->head) {
timer = list_entry(node, struct timer, node);
timer->elapse++;
if(timer->elapse >= timer->interval) {
timer->elapse = 0;
timer->cb(timer->id, timer->user, timer->len);
}
}
}
/**
*Create timer list
*@param
*/
struct timer_list *create_timer_list(int count)
{
int ret = 0;
struct timer_list *ptr = NULL;
if(count <=0 || count > MAX_TIMER_NUM) {
printf("the timer max number too big, MAX num is %d.\n", MAX_TIMER_NUM);
return NULL;
}
ptr = (struct timer_list *)malloc(sizeof(struct timer_list));
memset(ptr, 0, sizeof(struct timer_list));
INIT_LIST_HEAD(&ptr->head);
ptr->size = count;
/* Register our internal signal handler and store old signal handler */
if ((ptr->sighandler_old = signal(SIGALRM, sig_func)) == SIG_ERR) {
goto err_out;
}
ptr->sighandler = sig_func;
ptr->value.it_value.tv_sec = 1; /*for firt timeout*/
ptr->value.it_value.tv_usec = 0;
ptr->value.it_interval.tv_sec = 1; /*for tick reload*/
ptr->value.it_interval.tv_usec = 0;
ret = setitimer(ITIMER_REAL, &ptr->value, &ptr->ovalue);
if (ret < 0)
goto err_out;
return ptr;
err_out:
printf("create_timer_list error\n");
free(ptr);
return NULL;
}
/**
* Destroy the timer list.
*
* @return 0 means ok, the other means fail.
*/
int destroy_timer(struct timer_list *list)
{
struct timer *node = NULL;
signal(SIGALRM, list->sighandler_old);
setitimer(ITIMER_REAL, &list->ovalue, &list->value);
if(list_empty(&list->head) == false){
struct list_head *node;
struct list_head *tmp;
timer_node_t *timer;
list_for_each_safe(node, tmp, &list->head) {
timer = list_entry(node, struct timer, node);
list_del(node);
free(timer->user);
free(timer);
timer = NULL;
}
}
free(list);
return 0;
}
/**
* Add a timer to timer list.
*
* @param interval The timer interval(second).
* @param cb When cb!= NULL and timer expiry, call it.
* @param user_data Callback's param.
* @param len The length of the user_data.
*
* @return if == -1, add timer fail.
*/
int add_timer(int interval, callback cb, void *user_data, int len)
{
struct timer *node = NULL;
if (cb == NULL || interval <= 0) {
return -1;
}
if(timer_list->num < timer_list->size) {
timer_list->num++;
} else {
return -1;
}
if((node = malloc(sizeof(struct timer))) == NULL) {
return -1;
}
if(user_data != NULL || len != 0) {
node->user = malloc(len);
memcpy(node->user, user_data, len);
node->len = len;
}
node->cb = cb;
node->interval = interval;
node->elapse = 0;
node->id = timer_list->num;
list_add_tail(&node->node, &timer_list->head);
return node->id;
}
int del_timer(int timer_id)
{
struct list_head *node;
struct list_head *tmp;
timer_node_t *timer;
if(timer_list == NULL) {
return -1;
}
if(list_empty(&timer_list->head) == true){
return -1;
}
list_for_each_safe(node, tmp, &timer_list->head) {
timer = list_entry(node, struct timer, node);
if (timer->id == timer_id){
list_del(node);
free(timer->user);
free(timer);
return 0;
}
timer = NULL;
}
return -1;
}
/****************demo*******************/
void timer_test_callback(int id, void *data, int len)
{
int *user = (int *)data;
printf("timer id is :%d\n",id);
printf("data is : %d\n", *user);
printf("print this for every 5 sec!!!\n");
user[0]++;
}
int main()
{
int timer_id = -1;
int count = 0;
timer_list = create_timer_list(10);
timer_id = add_timer(5, timer_test_callback, &count, 4);
while(count++ < 20)
sleep(1);
del_timer(timer_id);
destroy_timer(timer_list);
}以上就是我們自己實現的timer管理器，還是有待優化的地方，比如采用排序鏈表，來優化查找復雜度，感興趣的讀者可以自己嘗試修改。
