linux定时器实现的方法是什么

在 Linux 系统中，定时器的实现方法有多种，具体选择取决于应用场景和精度要求。以下是常见的实现方式及其详细说明：

1. sleep() 和 usleep()

• 用途：简单的延迟执行。
• 特点：精度较低（秒级或微秒级），会阻塞当前线程。
• 示例： c sleep(5); // 阻塞5秒 usleep(500000); // 阻塞500毫秒

2. alarm() 和信号（SIGALRM）

• 用途：基于信号的定时器，适合单次或简单重复任务。
• 特点：秒级精度，通过信号处理器（signal handler）触发。

• 示例： ```c #include <signal.h> #include <unistd.h>

  void handler(int sig) { printf("Timer expired!\n"); }

  int main() { signal(SIGALRM, handler); alarm(5); // 5秒后触发SIGALRM while(1) pause(); // 等待信号 } ```

3. setitimer()

• 用途：比 alarm() 更精确的周期性定时器（微秒级）。
• 模式：支持 ITIMER_REAL（真实时间）、ITIMER_VIRTUAL（进程用户态时间）等。

• 示例： ```c #include <sys/time.h>

  void handler(int sig) { printf("Timer triggered.\n"); }

  int main() { struct itimerval timer; signal(SIGALRM, handler);

   timer.it_value.tv_sec = 1;     // 首次触发延迟1秒
   timer.it_value.tv_usec = 0;
   timer.it_interval.tv_sec = 1;  // 后续间隔1秒
   timer.it_interval.tv_usec = 0;
  
   setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL);
   while(1) pause();
  

  } ```

4. POSIX 定时器（timer_create()）

• 用途：高精度定时器（纳秒级），支持多线程和灵活的信号或线程通知。
• 通知方式：可通过信号（SIGEV_SIGNAL）或线程回调（SIGEV_THREAD）。

• 示例（信号通知）： ```c #include <time.h> #include <signal.h>

  void handler(int sig, siginfo_t *si, void *uc) { printf("POSIX timer fired.\n"); }

  int main() { timer_t timerid; struct sigevent sev; struct itimerspec its;

   // 设置信号处理
   struct sigaction sa;
   sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
   sa.sa_sigaction = handler;
   sigaction(SIGRTMIN, &sa, NULL);
  
   // 配置定时器事件
   sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
   sev.sigev_signo = SIGRTMIN;
   sev.sigev_value.sival_ptr = &timerid;
   timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid);
  
   // 设置首次1秒触发，之后每0.5秒一次
   its.it_value.tv_sec = 1;
   its.it_value.tv_nsec = 0;
   its.it_interval.tv_sec = 0;
   its.it_interval.tv_nsec = 500000000;
   timer_settime(timerid, 0, &its, NULL);
  
   while(1) pause();
  

  } ```

5. epoll/select 超时机制

• 用途：结合 I/O 多路复用实现定时回调，适合网络应用。
• 特点：毫秒级精度，非阻塞。

• 示例： ```c #include <sys/epoll.h>

  int main() { int epfd = epoll_create1(0); struct epoll_event ev; int timeout_ms = 5000; // 5秒超时

   while(1) {
       int n = epoll_wait(epfd, &ev, 1, timeout_ms);
       if (n == 0) {
           printf("Timeout occurred!\n");
       }
   }
  

  } ```

6. 内核模块定时器（add_timer()）

• 用途：内核开发中使用的动态定时器。
• 特点：基于 jiffies（内核时间单位），精度依赖内核配置。

• 示例（内核模块）： ```c #include <linux/timer.h>

  static struct timer_list my_timer;

  void timer_callback(struct timer_list *t) { printk("Kernel timer expired!\n"); mod_timer(&my_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(2000)); // 重新设置2秒后触发 }

  static int __init my_init(void) { timer_setup(&my_timer, timer_callback, 0); mod_timer(&my_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(2000)); return 0; } ```

7. 用户态定时器库（如 libuv、Boost.Asio）

• 用途：跨平台的高性能定时器，常用于事件驱动框架。

• 示例（libuv）： ```c #include <uv.h>

  void callback(uv_timer_t *handle) { printf("Libuv timer callback.\n"); }

  int main() { uv_loop_t *loop = uv_default_loop(); uv_timer_t timer; uv_timer_init(loop, &timer); uv_timer_start(&timer, callback, 1000, 2000); // 首次1秒后触发，之后每2秒一次 uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT); } ```

选择建议

• 简单延迟：用 sleep 或 usleep。
• 周期性任务：setitimer 或 POSIX 定时器。
• 高精度需求：POSIX 定时器（timer_create）。
• 内核开发：内核定时器 API。
• 非阻塞事件循环：epoll 或异步库（如 libuv）。

根据具体场景选择合适的方法，并注意信号安全性和线程兼容性。