setitimer

Linux 为每一个进程提供了 3 个 setitimer 间隔计时器：

• ITIMER_REAL：减少实际时间，到期的时候发出 SIGALRM 信号。
• ITIMER_VIRTUAL：减少有效时间 (进程执行的时间)，产生 SIGVTALRM 信号。
• ITIMER_PROF：减少进程的有效时间和系统时间 (为进程调度用的时间)。这个经常和上面一个使用用来计算系统内核时间和用户时间。产生 SIGPROF 信号。

所谓 REAL 时间，即我们人类自然感受的时间，英文计算机文档中也经常使用 wall-clock 这个术语。说白了就是我们通常所说的时间，比如现在是下午 5 点 10 分，那么一分钟的 REAL 时间之后就是下午 5 点 11 分。

VIRTUAL 时间是进程执行的时间，Linux 是一个多用户多任务系统，在过去的 1 分钟内，指定进程实际在 CPU 上的执行时间往往并没有 1 分钟，因为其他进程会被 Linux 调度执行，在那些时间内，虽然自然时间在流逝，但指定进程并没有真正的运行。VIRTUAL 时间就是指定进程真正的有效执行时间。比如 5 点 10 分开始的 1 分钟内，进程 P1 被 Linux 调度并占用 CPU 的执行时间为 30 秒，那么 VIRTUAL 时间对于进程 P1 来讲就是 30 秒。此时自然时间已经到了 5 点 11 分，但从进程 P1 的眼中看来，时间只过了 30 秒。

PROF 时间比较独特，对进程 P1 来说从 5 点 10 分开始的 1 分钟内，虽然自己的执行时间为 30 秒，但实际上还有 10 秒钟内核是在执行 P1 发起的系统调用，那么这 10 秒钟也被加入到 PROF 时间。这种时间定义主要用于全面衡量进程的性能，因为在统计程序性能的时候，10 秒的系统调用时间也应该算到 P1 的头上。这也许就是 PROF 这个名字的来历吧。

使用 setitimer Timer 需要了解下面这些接口 API:

int getitimer(int which,struct itimerval *value); 
int setitimer(int which,struct itimerval *newval, 
struct itimerval *oldval);

itimerval 的定义如下：

struct itimerval { 
struct timeval it_interval; 
struct timeval it_value; 
}

getitimer 函数得到间隔计时器的时间值，保存在 value 中。

setitimer 函数设置间隔计时器的时间值为 newval. 并将旧值保存在 oldval 中；which 表示使用三个计时器中的哪一个。

itimerval 结构中的 it_value 是第一次调用后触发定时器的时间，当这个值递减为 0 时，系统会向进程发出相应的信号。此后将以 it_internval 为周期定时触发定时器。

给出一个具体的例子：

清单 9，setitmer 例子

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <sys/time.h>

void print_info(int signo)
{
 printf("timer fired\n");//简单的打印，表示 timer 到期
}

void init_sigaction(void)
{
 struct sigaction act;
 act.sa_handler= print_info;
 act.sa_flags=0;
 sigemptyset(&act.sa_mask);
 sigaction(SIGPROF,&act,NULL); //设置信号 SIGPROF 的处理函数为 print_info
}

void init_time()
{
 struct itimerval value;
 value.it_value.tv_sec=2;
 value.it_value.tv_usec=0;
 value.it_interval=value.it_value;
 setitimer(ITIMER_PROF,&value,NULL); //初始化 timer，到期发送 SIGPROF 信号
}

int main()
{

 init_sigaction();
 init_time();
 while(1);
 return 0;
}

这个程序使用 PROF 时间，每经过两秒 PROF 时间之后就会打印一下 timer fired 字符串。

需要指出：setitimer 计时器的精度为 ms，即 1000 分之 1 秒，足以满足绝大多数应用程序的需要。但多媒体等应用可能需要更高精度的定时，那么就需要考虑使用下一类定时器：POSIX Timer。