Linux定时器编程：深入理解setitimer函数

在Linux系统编程中，定时器是一种非常实用的机制，它允许程序在特定时间后或按固定间隔执行某些操作。setitimer函数是Linux下实现间隔定时器（Interval Timer）的重要接口，本文将带你深入理解setitimer的使用方法和原理。

一、什么是setitimer？

setitimer是Linux提供的定时器函数，可以设置三种类型的定时器：ITIMER_REAL、ITIMER_VIRTUAL和ITIMER_PROF。它基于信号（signal）来通知进程定时器到期，常用于实现超时控制、周期性任务等。

二、函数原型与参数

#include int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);

参数说明：

• which：指定定时器类型，可选ITIMER_REAL（真实时间）、ITIMER_VIRTUAL（进程虚拟时间）、ITIMER_PROF（两者之和）。
• new_value：指向itimerval结构体的指针，用于设置定时器的初始间隔和重复间隔。
• old_value：如果非NULL，返回之前的定时器设置。

itimerval结构体：

struct itimerval {    struct timeval it_interval; // 后续间隔    struct timeval it_value;    // 首次到期时间};struct timeval {    long tv_sec;  // 秒    long tv_usec; // 微秒};

三、使用步骤与示例

使用setitimer函数通常包括以下步骤：1. 定义并初始化itimerval结构体；2. 设置信号处理函数（如SIGALRM）；3. 调用setitimer启动定时器；4. 在信号处理函数中执行周期性任务。

下面是一个完整的示例，每隔1秒打印一条消息：

#include #include #include #include void timer_handler(int signum) {    static int count = 0;    printf("定时器触发 %d 次", ++count);}int main() {    struct itimerval timer;    // 设置信号处理    signal(SIGALRM, timer_handler);        // 配置定时器：首次1秒后到期，之后每隔1秒触发    timer.it_value.tv_sec = 1;    timer.it_value.tv_usec = 0;    timer.it_interval.tv_sec = 1;    timer.it_interval.tv_usec = 0;        // 启动定时器    if (setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL) == -1) {        perror("setitimer");        return 1;    }        // 模拟程序运行    while(1) {        pause();    }    return 0;}

编译运行，你会看到每秒输出一次计数。这就是间隔定时器的基本用法。

四、注意事项与常见问题

在使用Linux定时器编程时，有几个要点需要注意：

• 定时器精度受系统时钟影响，tv_usec实际精度可能只有10ms左右。
• 信号处理函数中应避免调用不可重入函数，如printf，示例仅为演示。
• setitimer每个进程每种类型只能设置一个定时器，后续调用会覆盖之前的设置。
• 可以使用getitimer获取当前定时器剩余时间。

五、总结

setitimer函数是Linux传统定时器编程的核心，尽管现代Linux提供了更高级的定时器接口（如timerfd），但setitimer仍然在许多老旧系统和简单场景中广泛使用。掌握间隔定时器的原理，有助于深入理解操作系统的时间管理机制。希望本文能帮助你入门Linux定时器编程，并灵活运用setitimer。