timerfd

Linux内核于内核2.6之后提供了一种创建定时器的方法，那就是Linux特有的timerfd文件描述符(一切皆文件)，这也意味着可以用多路复用来监听并读取。该接口共有3个API。

• timerfd_create

  #include <sys/timerfd.h>
  int timerfd_create(int clockid, int flags);
  
  成功返回一个指代该对象的文件描述符, 失败返  回-1及errno
  

  • 第一个cokckid 可以设置为：CLOCK_REALTIME 和 CLOCK_MONOTONIC。
    • CLOCK_REALTIME 表示可设定的系统级别时钟，更改系统时间会更改获取的值。也就是说，它以系统时间为坐标。
    • CLOCK_MONOTONIC
      不可设定的恒定态时钟，更改系统时间对齐没有影响。
  • 第二个参数flags， 支持TFD_CLOEXEC 和 TFD_NONBLOCK 和 0
    • TFD_CLOEXEC 为新的文件描述符设置运行时关闭标志。（待补充）
    • TFD_NONBLOCK 为底层的打开文件描述符设置 O_NONBLOCK 标志， 随后的读操作将是非阻塞的，

• timerfd_settime

  #include <sys/timerfd.h>
  
  int timerfd_settime(int fd, 
                      int flags, 
                      const struct itimerspec* new_value, 
                      struct itimerspec* old_value);
  
  成功返回0, 失败返回-1和 errno
  

  它的作用是启动或者停止由文件描述符fd指定的定时器。第二个参数和第三个参数都是struct timespec类型。

  struct itimerspec 
  {
      struct timespec it_interval;   //间隔时间
      struct timespec it_value;      //第一次到期时间
  };
  
  struct timespec 
  {
      time_t tv_sec;    //秒
      long tv_nsec;    //纳秒
  };
  

  • new_value 为定时器指定新设置新的超时时间，若 newValue.it_value非 0 则启动定时器，否则关闭定时器。若 newValue.it_interval 为 0 则定时器只定时一次，否则之后每隔设定时间超时一次。
  • old_value 用来返回定时器的前一设置, 如果不关心, 可将其设置为 NULL，不为 NULL 时则返回定时器这次设置之前的超时时间。

• timerfd_gettime

  #include <sys/timerfd.h>
  int timerfd_gettime(int fd, struct itimerspec *curr_value);
  
  成功返回0, 失败返回-1和errno
  

  返回文件描述符 fd 所标识定时器的间隔及剩余时间。
  间隔和距离下次到期的时间均返回到 curr_value 指向的结构体。
  如果返回的结构中 curr_value.it_value 中所有字段值均为0, 那么该定时器已经解除, 如果返回的结构 curr_value.it_interval 中两字段值均为0, 那么该定时器只会到期一次, 到期时间在 curr_value.it_value 中给出

配合使用epoll监听定时器

#include <time.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <assert.h>
using namespace std;

const int MAXNUM = 20;

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct itimerspec new_value;
    struct timespec now;
    uint64_t exp;
    ssize_t s;

    int ret = clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &now);//获取时钟时间
    assert(ret != -1);

    new_value.it_value.tv_sec = 5; //第一次到期的时间
    new_value.it_value.tv_nsec = now.tv_nsec; 

    new_value.it_interval.tv_sec = 1;      //之后每次到期的时间间隔
    new_value.it_interval.tv_nsec = 0;

    int timefd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME, TFD_NONBLOCK); // 构建了一个定时器
    assert(timefd != -1);

    ret = timerfd_settime(timefd, 0, &new_value, NULL);//启动定时器
    assert(ret != -1);

    cout << "timer started" << endl; // 定时器开启啦！


    int epollfd = epoll_create(1);  //创建epoll实例对象

    struct epoll_event ev;
    struct epoll_event events[MAXNUM];
    ev.data.fd = timefd;
    ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, timefd, &ev); //添加到epoll事件集合

    for (; ;) 
    {
        int num = epoll_wait(epollfd, events, MAXNUM, 0);
        assert(num >= 0);

        for (int i = 0; i < num; i++) 
        {
            if (events[i].events & EPOLLIN) 
            {
                //....处理其他事件
                if (events[i].data.fd == timefd) 
                {
                    s = read(events[i].data.fd, &exp, sizeof(uint64_t)); //需要读出uint64_t大小, 不然会发生错误
                    assert(s == sizeof(uint64_t));
                    cout << "here is timer" << endl;
                }
            }
        }
    }

    close(timefd);
    close(epollfd);

    return 0;
}

参考资料
1.https://blog.csdn.net/weixin_36888577/article/details/81570793