Linux進(jìn)程的定時(shí)器設(shè)置及進(jìn)程控制

1、Linux 進(jìn)程的定時(shí)器設(shè)置及進(jìn)程控制1 進(jìn)程生命周期進(jìn)程是程序的一次運(yùn)行，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。 進(jìn)程因創(chuàng)建而產(chǎn)生， 因結(jié)束而消亡， 進(jìn)程的運(yùn)行是時(shí)間和空間的結(jié)合。在進(jìn)程執(zhí)行的期間需要對(duì)進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間加以控制，從而控制進(jìn)程的執(zhí)行過程，這需要使用定時(shí)器和信號(hào)2 定時(shí)器 定時(shí)器就像日常生活中使用的鬧鐘，可以設(shè)置一個(gè)時(shí)間，進(jìn)程運(yùn)行到規(guī)定的時(shí)間， “鬧 鐘”就會(huì)觸發(fā)，而進(jìn)程就可以被觸發(fā)去做一個(gè)特定的工作。對(duì)進(jìn)程進(jìn)行時(shí)間上的控制最簡(jiǎn)單的是使用 sleep()系統(tǒng)調(diào)用，使進(jìn)程“睡眠上一段時(shí)間”， 但是這種方法功能單一， Linux 提供了另外兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)用來作為進(jìn)程運(yùn)行中的定時(shí)器， alarm() 和 set

2、itimer() 。2.1 sleep(系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)原型#include <unistd.h> unsigned int sleep(unsigned int seconds);sleep()系統(tǒng)調(diào)用的功能是使得當(dāng)前進(jìn)程“睡眠”指定的時(shí)間(秒) 。參數(shù)seco nds即為指 定的秒數(shù)。2.2 alarm()系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)原型： #include <unistd.h> unsigned int alarm(unsigned int seconds); alarm()用來設(shè)置信號(hào) SIGALRM在經(jīng)過參數(shù)seco nds指定的秒數(shù)后傳送給目前的進(jìn)程。如果參數(shù)seco nds為

3、0,則之前設(shè)置的鬧鐘會(huì)被取消，并將剩下的時(shí)間返回。 返回值 : 返回之前鬧鐘的剩余秒數(shù)，如果之前未設(shè)鬧鐘則返回 0。 alarm()執(zhí)行后，進(jìn)程將繼續(xù)執(zhí)行，在alarm以后的執(zhí)行過程中將會(huì)在設(shè)定的秒數(shù)后收到信號(hào) SIGALRM ,并執(zhí)行其處理函數(shù)。2.3 setitimer()系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)原型： #include <sys/time.h> int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue);strcut timevallong tv_sec; /* 秒*/long tv_

4、usec; /* 微秒 */;struct itimervalstruct timeval it_interval; /* 時(shí)間間隔 */struct timeval it_value; /* 當(dāng)前時(shí)間計(jì)數(shù) */ ;setitimer()支持3種類型的定時(shí)器：ITIMER_REAL ：實(shí)時(shí)定時(shí)器,不管進(jìn)程在何種模式下運(yùn)行(甚至在進(jìn)程被掛起時(shí))它總在計(jì)數(shù)。定時(shí)到達(dá)，向進(jìn)程發(fā)送 SIGALRM 信號(hào)。ITIMER_VIRTUAL ：這個(gè)不是實(shí)時(shí)定時(shí)器，當(dāng)進(jìn)程在用戶模式(即程序執(zhí)行時(shí))計(jì)算 進(jìn)程執(zhí)行的時(shí)間。定時(shí)到達(dá)后向該進(jìn)程發(fā)送 SIGVTALRM 信號(hào)。ITIMER_PROF ：進(jìn)程在用戶模式(即

5、程序執(zhí)行時(shí))和核心模式(即進(jìn)程調(diào)度用時(shí))均 計(jì)數(shù)。定時(shí)到達(dá)產(chǎn)生 SIGPROF 信號(hào)。 ITIMER_PROF 記錄的時(shí)間比 ITIMER_VIRTUAL 多 了進(jìn)程調(diào)度所花的時(shí)間。setitimer() 第一個(gè)參 數(shù) which 的取值可以 是三種 定 時(shí)器 類型 中的任意 一種， 即 ITIMER_REAL 、 ITIMER_VIRTUAL 或 ITIMER_PROF 中的任一個(gè)。第二個(gè)參數(shù)是結(jié)構(gòu) itimerval 的一個(gè)實(shí)例，第三個(gè)參數(shù)可不做處理。元素 it_value 設(shè)置成為首次間隔的時(shí)間長(zhǎng)度， it_value 是重設(shè)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度。 setitimer() 系統(tǒng)調(diào)用按照參數(shù) v

6、alue 的值設(shè)置定時(shí)器，如果參數(shù) ovalue 存在，則存放定時(shí)器的舊值。定時(shí)器將 it_value 的值遞減，遞減到 0 時(shí)就發(fā)出信號(hào)，然后用 it_interval 的值重新設(shè)置 定時(shí)器。如果定時(shí)器的值被設(shè)置為0，那么這個(gè)定時(shí)器停止。setitimer() 調(diào)用成功返回 0，否則返回 -1。2.4 其他系統(tǒng)調(diào)用Linux 進(jìn)程中定時(shí)器的使用需要其他一些系統(tǒng)調(diào)用的配合。sig nal()系統(tǒng)調(diào)用：#include <signal.h>typedef void (*sighandler_t)(int);sighandler_t signal(int signum, sighand

7、ler_t handler);signal 系統(tǒng)調(diào)用用來說明對(duì)信號(hào)的處理方法。 signum 參數(shù)用來指定信號(hào)， handler 可以 是信號(hào)處理函數(shù)或則兩個(gè)特殊值之一：SIG_IGN表示忽略信號(hào)SIG_DFl表示將信號(hào)恢復(fù)為默認(rèn)處理如果參數(shù) handler 是信號(hào)處理函數(shù)，則 signal 會(huì)在收到信號(hào)后調(diào)用該函數(shù)，我們可以形 象的稱為信號(hào)注冊(cè)處理函數(shù)。pause()系統(tǒng)調(diào)用#include <unistd.h>int pause(void);pause調(diào)用會(huì)使得進(jìn)程掛起直到有信號(hào)遞達(dá)。如果信號(hào)的處理動(dòng)作是終止進(jìn)程，則進(jìn)程 終止，pause函數(shù)沒有機(jī)會(huì)返回；如果信號(hào)的處理動(dòng)作是忽

8、略，則進(jìn)程繼續(xù)處于掛起狀態(tài)， pause不返回；如果信號(hào)的處理動(dòng)作是捕捉，則調(diào)用了信號(hào)處理函數(shù)之后pause返回-1，errno設(shè)置為EINTR，所以pause只有出錯(cuò)的返回值。錯(cuò)誤碼 EINTR表示“被信號(hào)中斷”。3 使用實(shí)例3.1 使用 sleep()使用sleep()系統(tǒng)調(diào)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)程的簡(jiǎn)單控制，下面的代碼演示的使用方法。#include <unistd.h>#include <stdio.h>Void newWork();Void oldWork();void main()oldWork();sleep(10);newWork();Void oldWork(

9、)printf( “Iam now doing old work, then I will sleep. ”);Void newWork()printf( “now I am wake up. I will do new work ”);上面的這段代碼中可以看到，進(jìn)程首先運(yùn)行 oldWork() ，隨后“睡眠”了 10 秒鐘，然后 才開始運(yùn)行 newWork() ，進(jìn)程的運(yùn)行有了 10 秒的時(shí)間延遲。3.2 使用 alarm()以下示例程序就是利用 alarm ()系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)程序?qū)φ{(diào)用的子程序的運(yùn)行時(shí)間加以 控制。#include <stdio.h>#include <u

10、nistd.h>#include<sys/types.h>#include<signal.h>void sig_alrm1(int);void sig_alrm2(int);void func();int main(void) signal(SIGALRM,sig_alrm1/ 注冊(cè) SIGALRM 信號(hào)的處理函數(shù) alarm(5);/*SIGALRM 信號(hào)會(huì)在 5 秒鐘后發(fā)送給當(dāng)前的進(jìn)程 */ func(); /* 進(jìn)程轉(zhuǎn)去處理函數(shù) func()*/return 0;void sig_alrm1(int signo)/*SIGALRM 信號(hào)的處理函數(shù) */ pr

11、intf("SIGALRM signal is cathced by sig_alrm1n"); printf("the function overtime,an the procress will be quit!n"); _exit(0);void sig_alrm2(int signo)/*SIGALRM 信號(hào)的第二個(gè)處理函數(shù) */ printf("function completed!n");printf("And signal_alrm2 deal with the SIGALRM signal!n");

12、 _exit(0);void func()/* 需要進(jìn)行時(shí)間控制的函數(shù) */ printf("A function is running now!n"); sleep(10);signal(SIGALRM,sig_alrm2);運(yùn)行程序：A function is running now! /*程序運(yùn)行時(shí)會(huì)在這停留5秒鐘*/SIGALRM signal is cathced by sig_alrm1 the function overtimesn the procress will be quit! 程序首先用signal()聲明了 SIGALRM信號(hào)處理函數(shù)為 sig_a

13、lrm1 () , alarm系統(tǒng)調(diào)用的 參數(shù)是5，說明進(jìn)程會(huì)在5秒鐘后收到內(nèi)核發(fā)送給自己的 SIGALRM信號(hào)，但是在此處會(huì)繼 續(xù)向下運(yùn)行，然后進(jìn)程調(diào)用一個(gè)函數(shù)func()，如果函數(shù)func()不能在5秒鐘內(nèi)結(jié)束，則進(jìn)程會(huì)在收到 SIGALRM 信號(hào)(為了區(qū)別，我們不妨稱為SIG_ALARM)，因?yàn)槲覀円呀?jīng)為SIGALRM信號(hào)注冊(cè)了信號(hào)處理函數(shù)sig_alrm1，因而此時(shí)會(huì)調(diào)用sig_alarm1函數(shù)，打印出相應(yīng)的內(nèi)容，sig_alarm1函數(shù)最后會(huì)調(diào)用_exit(0)來結(jié)束進(jìn)程。如果函數(shù)func()在5秒鐘內(nèi)結(jié)束， 則函數(shù)func()在最后執(zhí)行了語句 signal(SIGALRM,sig_

14、alrm2)，將信號(hào)SIGALRM 的處理函數(shù) 改為sig_alrm2，而后一次signal系統(tǒng)調(diào)用會(huì)覆蓋前一次 signal系統(tǒng)調(diào)用的效果，所以如果調(diào) 用函數(shù)func()在五秒內(nèi)結(jié)束，然后又收到SIG_ALARM 信號(hào)(此處我們稱為 SIG_ALARM, 雖然是同一個(gè)信號(hào))，那么這時(shí)就會(huì)調(diào)用 sig_alrm2函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)程處理。在上面的代碼中， 函數(shù)func()內(nèi)使用了 sleep()系統(tǒng)調(diào)用使得函數(shù)睡眠了10秒，因此運(yùn)行中收到的信號(hào)是SIG_ALARM，所以調(diào)用的信號(hào)處理函數(shù)是 sig_alrm1()，這種進(jìn)程控制的模型如圖1所示:圖1進(jìn)程控制模型圖3.3 使用 setitimer()s

15、etitimer()系統(tǒng)調(diào)用的使用方式同alarm()非常類似，同樣是首先設(shè)置間隔時(shí)間，待到時(shí)間用完，向進(jìn)程發(fā)送信號(hào)，進(jìn)程可以捕獲信號(hào)，根據(jù)sig nal()系統(tǒng)調(diào)用的設(shè)計(jì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理(默認(rèn)、忽略或調(diào)用其他函數(shù))。與alarm()系統(tǒng)調(diào)用不同的是，alarm()系統(tǒng)調(diào)用設(shè)置后只能使用一次，若想多次使用就 需要多次設(shè)置，而setitimer()系統(tǒng)調(diào)用可以進(jìn)行自動(dòng)重復(fù)設(shè)置。#i nclude <stdio.h>#in clude <uni std.h>#in clude <sig nal.h> #in clude <stri ng.h> #i n

16、clude <sys/time.h> void prin tMsg(i nt); int mai n() int res = 0;signal(SIGALRM, printMsg);struct itimerval tick;memset(&tick, 0, sizeof(tick);/ Timeout to run function first time tick.it_value.tv_sec = 2; / sec tick.it_value.tv_usec = 0; / micro sec./ Interval time to run function tick.it

17、_interval.tv_sec = 3; tick.it_interval.tv_usec = 0;/ Set timer, ITIMER_REAL : real-time to decrease timer,/ send SIGALRM when timeoutres = setitimer(ITIMER_REAL, &tick, NULL);if (res) printf("Set timer failed!n");while(1) pause();return 0;void printMsg(int num) printf("%s",&q

18、uot;Hello World!n");程序首先設(shè)置首次間隔時(shí)間( tick.it_value )，時(shí)間設(shè)置為 2 秒 0 毫秒，然后設(shè)置重置時(shí) 間間隔( tick.it_interval )，時(shí)間為 3 秒 0 毫秒。進(jìn)程開始運(yùn)行，首先為信號(hào) SIGALRM 注冊(cè) 處理函數(shù)，即一旦收到信號(hào) SIGALRM ，就會(huì)調(diào)用函數(shù) printMsg() 。然后調(diào)用 setitimer() 系統(tǒng) 調(diào)用設(shè)置定時(shí)器， setitimer() 完成后，進(jìn)程不會(huì)停下等待信號(hào)，而是繼續(xù)向下執(zhí)行。所以進(jìn) 程繼續(xù)執(zhí)行pause()系統(tǒng)調(diào)用，等待信號(hào)到來。進(jìn)程會(huì)在開始運(yùn)行2秒0毫秒后，收到內(nèi)核發(fā)來的 SIGALRM 信號(hào)(因?yàn)槎〞r(shí)器類型是 ITIMER_REAL )，然后捕獲該信號(hào)，調(diào)用信號(hào) 處理函數(shù) printMsg() ，打印出相關(guān)信息。 然后進(jìn)程會(huì)使用 ti