多線程中定時(shí)器的使用

不管是在進(jìn)程還是線程，很多時(shí)候我們都會(huì)使用一些定時(shí)器之類的功能，這里就定時(shí)器在多線程的使用說(shuō)一下。首先在linux編程中定時(shí)器函數(shù)有alarm()和setitimer(),alarm()可以提供一個(gè)基于秒的定時(shí)功能，而setitimer可以提供一個(gè)基于微妙的定時(shí)功能。 alarm()原型：
＃i nclude
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
這個(gè)函數(shù)在使用上很簡(jiǎn)單，第一次調(diào)用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候是設(shè)置定時(shí)器的初值，下一次調(diào)用是重新設(shè)置這個(gè)值，并會(huì)返回上一次定時(shí)的剩余時(shí)間。
setitimer()原型：
＃i nclude
int setitimer(int which, const struct itimerval *value,
struct itimerval *ovalue);
這個(gè)函數(shù)使用起來(lái)稍微有點(diǎn)說(shuō)法，首先是第一個(gè)參數(shù)which的值，這個(gè)參數(shù)設(shè)置timer的計(jì)時(shí)策略，which有三種狀態(tài)分別是：
ITIMER_REAL:使用系統(tǒng)時(shí)間來(lái)計(jì)數(shù)，時(shí)間為0時(shí)發(fā)出SIGALRM信號(hào)，這種定時(shí)能夠得到一個(gè)精準(zhǔn)的定時(shí)，當(dāng)然這個(gè)定時(shí)是相對(duì)的，因?yàn)榈搅宋⒚爰?jí)別我們的處理器本身就不夠精確。
ITIMER_VIRTUAL:使用進(jìn)程時(shí)間也就是進(jìn)程分配到的時(shí)間片的時(shí)間來(lái)計(jì)數(shù)，時(shí)間為0是發(fā)出SIGVTALRM信號(hào)，這種定時(shí)顯然不夠準(zhǔn)確，因?yàn)橄到y(tǒng)給進(jìn)程分配時(shí)間片不由我們控制。
ITIMER_PROF:上面兩種情況都能夠觸發(fā)
第二個(gè)參數(shù)參數(shù)value涉及到兩個(gè)結(jié)構(gòu)體：
struct itimerval {
struct timeval it_interval;
struct timeval it_value;
};

struct timeval {
long tv_sec;
long tv_usec;
};
在結(jié)構(gòu)體itimerval中it_value是定時(shí)器當(dāng)前的值，it_interval是當(dāng)it_value的為0后重新填充的值。而timeval結(jié)構(gòu)體中的兩個(gè)變量就簡(jiǎn)單了一個(gè)是秒一個(gè)是微秒。
上面是這兩個(gè)定時(shí)函數(shù)的說(shuō)明，這個(gè)函數(shù)使用本不是很難，可以說(shuō)是很簡(jiǎn)單，但是碰到具體的應(yīng)用的時(shí)候可能就遇到問(wèn)題了，在多進(jìn)程編程中使用一般不會(huì)碰到什么問(wèn)題，這里說(shuō)的這些問(wèn)題主要體現(xiàn)在多線程編程中。比如下面這個(gè)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;
}
這個(gè)程序的理想結(jié)果是：
main thread
alarm signal
alarm signal
alarm signal
alarm signal
alarm signal
main thread
可事實(shí)上并不是這樣的，它的結(jié)果是：
main pthread
alarm signal
main pthread
alarm signal
main pthread
為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？是因?yàn)榘l(fā)送給工作線程的信號(hào)中斷的主線程的sleep，并且這個(gè)中情況只影響主線程而不會(huì)影響到其他的工作線程。我們?cè)趺床拍芙鉀Q這種問(wèn)題呢，最簡(jiǎn)單的方法是修改這個(gè)程序，修改這個(gè)線程主線程使用alarm，工作線程使用sleep。這樣就能夠達(dá)到我們的要求，但是有時(shí)候有不能簡(jiǎn)單的這樣操作。所以我們就需要進(jìn)一步的修改我們的程序。在這里我第一個(gè)想到的是使用signal(SIGALRM, SIG_IGN),可是這個(gè)是設(shè)置整個(gè)進(jìn)程對(duì)這個(gè)信號(hào)的響應(yīng)方式，經(jīng)過(guò)測(cè)試也確實(shí)不能完成我期望的功能，那么怎么辦呢?有這樣一個(gè)函數(shù)pthread_sigmask，線程中的信號(hào)屏蔽，函數(shù)的原型及相關(guān)函數(shù)為：
＃i nclude
int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset);
函數(shù)中第一個(gè)參數(shù)how有三個(gè)值SIG_BLOCK、SIG_SETMASK和SIG_UNBLOCK這里我們是用第二個(gè)值SIG_SETMASK
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
然后我們改造我們的程序?yàn)椋?br />＃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;
}
這個(gè)時(shí)候我們就能夠看到我們想要的結(jié)果了。
這里再附一個(gè)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;

}