linux系统应用层timer定时器使用

<think>我们专注于用户空间（应用层）的定时器使用。根据引用[1]和常见方法，Linux应用层定时器主要有以下几种：1.简单延时：sleep/usleep/nanosleep（但注意sleep/usleep非系统调用且精度有限）2.信号相关定时器：alarm()、setitimer()（发送SIGALRM信号）3.POSIX定时器：timer_create()系列（更现代、更灵活）用户明确要求示例代码，因此我们将重点展示setitimer和POSIX定时器的使用。注意：引用[1]指出alarm()精度只到秒级，setitimer()精度更高（微秒级），而POSIX定时器可到纳秒级。下面提供两种主要方法的示例代码：</think>### Linux应用层定时器使用指南 在Linux应用层开发中，主要有三种定时器实现方式，下面提供详细使用方法及代码示例： --- ### 一、简单延时函数（精度有限） #### 1. `nanosleep()` - 高精度休眠 ```c #include <time.h> #include <stdio.h> int main() { struct timespec req = {0}, rem = {0}; req.tv_sec = 1; // 1秒 req.tv_nsec = 500000000; // 500毫秒 while(1) { printf("执行任务...\n"); if(nanosleep(&req, &rem) == -1) { perror("nanosleep"); return 1; } } return 0; } ``` **特点**： - 系统调用，精度达纳秒级 - 非周期性，需循环调用 - 线程安全，适合简单定时任务[^1] --- ### 二、信号定时器（经典方法） #### 1. `alarm()` + 信号处理 ```c #include <signal.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> void alarm_handler(int sig) { printf("ALARM! 执行定时任务\n"); } int main() { signal(SIGALRM, alarm_handler); alarm(2); // 2秒后触发 while(1) { pause(); // 等待信号 } return 0; } ``` **特点**： - 精度仅到秒级 - 简单易用但功能有限 - 每次只能设置一个定时器[^1] #### 2. `setitimer()` - 改进版信号定时器 ```c #include <sys/time.h> #include <signal.h> #include <stdio.h> void timer_handler(int sig) { printf("周期性任务执行\n"); } int main() { struct itimerval timer; // 配置信号处理 signal(SIGALRM, timer_handler); // 首次触发延迟 timer.it_value.tv_sec = 1; timer.it_value.tv_usec = 500000; // 1.5秒 // 周期设置 timer.it_interval.tv_sec = 2; timer.it_interval.tv_usec = 0; // 每2秒触发 setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL); while(1); // 保持程序运行 return 0; } ``` **特点**： - 精度达微秒级 - 支持周期性定时 - 使用`SIGALRM`信号通知[^1] --- ### 三、POSIX定时器（推荐方案） ```c #include <time.h> #include <signal.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> void timer_handler(union sigval sv) { int* count = (int*)sv.sival_ptr; printf("定时任务执行 #%d\n", (*count)++); } int main() { timer_t timerid; struct sigevent sev; struct itimerspec its; int count = 0; // 配置定时器行为 sev.sigev_notify = SIGEV_THREAD; sev.sigev_notify_function = timer_handler; sev.sigev_value.sival_ptr = &count; // 传递参数 // 创建定时器 if(timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid) == -1) { perror("timer_create"); exit(1); } // 设置定时参数 its.it_value.tv_sec = 1; // 首次触发1秒后 its.it_value.tv_nsec = 0; its.it_interval.tv_sec = 0; // 周期500毫秒 its.it_interval.tv_nsec = 500000000; // 启动定时器 if(timer_settime(timerid, 0, &its, NULL) == -1) { perror("timer_settime"); exit(1); } printf("定时器运行中...\n"); getchar(); // 按回车键退出 timer_delete(timerid); return 0; } ``` **编译命令**： ```bash gcc timer_example.c -o timer_example -lrt ``` **优势**： 1. **纳秒级精度**：通过`struct itimerspec`精确控制时间 2. **灵活的通知机制**： - `SIGEV_THREAD`：创建新线程执行处理函数 - `SIGEV_SIGNAL`：发送指定信号 3. **参数传递**：通过`sigev_value`传递自定义数据 4. **多定时器支持**：可同时创建多个独立定时器 5. **资源控制**：明确创建/删除接口[^1] --- ### 关键对比表 | **特性** | `alarm()` | `setitimer()` | POSIX定时器 | |------------------|-----------|---------------|------------------| | **最高精度** | 1秒 | 1微秒 | 1纳秒 | | **周期支持** | ❌ | ✔️ | ✔️ | | **多定时器** | ❌ | ❌ | ✔️ | | **参数传递** | ❌ | ❌ | ✔️ | | **线程安全** | ✔️ | ✔️ | ✔️ | | **标准符合** | POSIX | POSIX | POSIX.1-2008 | > **提示**：对于高性能场景，建议优先选择POSIX定时器。对于简单任务，`setitimer()`或`nanosleep()`可能更便捷。