多線程中定時器的使用

不管是在進程還是線程，很多時候我們都會使用一些定時器之類的功能，這里就定時器在多線程的使用說一下。首先在linux編程中定時器函數有alarm()和setitimer(),alarm()可以提供一個基于秒的定時功能，而setitimer可以提供一個基于微妙的定時功能。 alarm()原型：
＃i nclude
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
這個函數在使用上很簡單，第一次調用這個函數的時候是設置定時器的初值，下一次調用是重新設置這個值，并會返回上一次定時的剩余時間。
setitimer()原型：
＃i nclude
int setitimer(int which, const struct itimerval *value,
struct itimerval *ovalue);
這個函數使用起來稍微有點說法，首先是第一個參數which的值，這個參數設置timer的計時策略，which有三種狀態(tài)分別是：
ITIMER_REAL:使用系統時間來計數，時間為0時發(fā)出SIGALRM信號，這種定時能夠得到一個精準的定時，當然這個定時是相對的，因為到了微秒級別我們的處理器本身就不夠精確。
ITIMER_VIRTUAL:使用進程時間也就是進程分配到的時間片的時間來計數，時間為0是發(fā)出SIGVTALRM信號，這種定時顯然不夠準確，因為系統給進程分配時間片不由我們控制。
ITIMER_PROF:上面兩種情況都能夠觸發(fā)
第二個參數參數value涉及到兩個結構體：
struct itimerval {
struct timeval it_interval;
struct timeval it_value;
};

struct timeval {
long tv_sec;
long tv_usec;
};
在結構體itimerval中it_value是定時器當前的值，it_interval是當it_value的為0后重新填充的值。而timeval結構體中的兩個變量就簡單了一個是秒一個是微秒。
上面是這兩個定時函數的說明，這個函數使用本不是很難，可以說是很簡單，但是碰到具體的應用的時候可能就遇到問題了，在多進程編程中使用一般不會碰到什么問題，這里說的這些問題主要體現在多線程編程中。比如下面這個程序
＃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;
}
這個程序的理想結果是：
main thread
alarm signal
alarm signal
alarm signal
alarm signal
alarm signal
main thread
可事實上并不是這樣的，它的結果是：
main pthread
alarm signal
main pthread
alarm signal
main pthread
為什么會出現這種情況呢？是因為發(fā)送給工作線程的信號中斷的主線程的sleep，并且這個中情況只影響主線程而不會影響到其他的工作線程。我們怎么才能解決這種問題呢，最簡單的方法是修改這個程序，修改這個線程主線程使用alarm，工作線程使用sleep。這樣就能夠達到我們的要求，但是有時候有不能簡單的這樣操作。所以我們就需要進一步的修改我們的程序。在這里我第一個想到的是使用signal(SIGALRM, SIG_IGN),可是這個是設置整個進程對這個信號的響應方式，經過測試也確實不能完成我期望的功能，那么怎么辦呢?有這樣一個函數pthread_sigmask，線程中的信號屏蔽，函數的原型及相關函數為：
＃i nclude
int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset);
函數中第一個參數how有三個值SIG_BLOCK、SIG_SETMASK和SIG_UNBLOCK這里我們是用第二個值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為：
＃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;
}
這個時候我們就能夠看到我們想要的結果了。
這里再附一個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;

}