linux timerfd系列函数总结
网上关于timerfd的文章很多，在这儿归纳总结一下方便以后使用，顺便贴出一个timerfd配合epoll使用的简单例子
一、timerfd系列函数
timerfd是Linux为用户程序提供的一个定时器接口。这个接口基于文件描述符，通过文件描述符的可读事件进行超时通知，因此可以配合select/poll/epoll等使用。
下面对timerfd系列函数先做一个简单的介绍：
（1）timerfd_create()函数
#include <sys/timerfd.h> int timerfd_create(int clockid, int flags); /* timerfd_create（）函数创建一个定时器对象，同时返回一个与之关联的文件描述符。 clockid：clockid标识指定的时钟计数器，可选值（CLOCK_REALTIME、CLOCK_MONOTONIC。。。） CLOCK_REALTIME:系统实时时间,随系统实时时间改变而改变,即从UTC1970-1-1 0:0:0开始计时,中间时刻如果系统时间被用户改成其他,则对应的时间相应改变 CLOCK_MONOTONIC:从系统启动这一刻起开始计时,不受系统时间被用户改变的影响 flags：参数flags（TFD_NONBLOCK(非阻塞模式)/TFD_CLOEXEC（表示当程序执行exec函数时本fd将被系统自动关闭,表示不传递） */
（2）timerfd_settime()函数
1 #include <sys/timerfd.h> 2 3 struct timespec { 4 time_t tv_sec; /* Seconds */ 5 long tv_nsec; /* Nanoseconds */ 6 }; 7 8 struct itimerspec { 9 struct timespec it_interval; /* Interval for periodic timer （定时间隔周期）*/ 10 struct timespec it_value; /* Initial expiration (第一次超时时间)*/ 11 }; 12 int timerfd_settime(int fd, int flags, const struct itimerspec *new_value, struct itimerspec *old_value); 13 /* 14 timerfd_settime()此函数用于设置新的超时时间，并开始计时,能够启动和停止定时器; 15 fd: 参数fd是timerfd_create函数返回的文件句柄 16 flags：参数flags为1代表设置的是绝对时间（TFD_TIMER_ABSTIME 表示绝对定时器）；为0代表相对时间。 17 new_value: 参数new_value指定定时器的超时时间以及超时间隔时间 18 old_value: 如果old_value不为NULL, old_vlaue返回之前定时器设置的超时时间，具体参考timerfd_gettime()函数 19 20 ** it_interval不为0则表示是周期性定时器。 21 it_value和it_interval都为0表示停止定时器 22 */
（3）timerfd_gettime()函数
1 int timerfd_gettime(int fd, struct itimerspec *curr_value); 2 /* 3 timerfd_gettime()函数获取距离下次超时剩余的时间 4 curr_value.it_value 字段表示距离下次超时的时间，如果改值为0，表示计时器已经解除 5 改字段表示的值永远是一个相对值，无论TFD_TIMER_ABSTIME是否被设置 6 curr_value.it_interval 定时器间隔时间 7 */
1 uint64_t exp = 0; 2 read(fd, &exp, sizeof(uint64_t)); 3 //可以用read函数读取计时器的超时次数，改值是一个8字节无符号的长整型
（4）下面贴出一个timerfd配合epoll函数的简单例子
1 /******************************************************** 2 * Filename: timerfd.c 3 * Author: zhangwj 4 * Desprition: a sample program of timerfd 5 * Date: 2017-04-17 6 * Warnning: 7 ********************************************************/ 8 #include <stdio.h> 9 #include <stdint.h> 10 #include <string.h> 11 #include <stdlib.h> 12 #include <pthread.h> 13 #include <errno.h> 14 #include <sys/epoll.h> 15 #include <sys/timerfd.h> 16 17 #if 0 18 struct timespec { 19 time_t tv_sec; /* Seconds */ 20 long tv_nsec; /* Nanoseconds */ 21 }; 22 23 struct itimerspec { 24 struct timespec it_interval; /* Interval for periodic timer */ 25 struct timespec it_value; /* Initial expiration */ 26 }; 27 #endif 28 29 #define EPOLL_LISTEN_CNT 256 30 #define EPOLL_LISTEN_TIMEOUT 500 31 32 #define LOG_DEBUG_ON 1 33 34 #ifdef LOG_DEBUG_ON 35 #define LOG_DEBUG(fmt, args...) \ 36 do { \ 37 printf("[DEBUG]:");\ 38 printf(fmt "\n", ##args); \ 39 } while(0); 40 #define LOG_INFO(fmt, args...) \ 41 do { \ 42 printf("[INFO]:");\ 43 printf(fmt "\n", ##args); \ 44 } while(0); 45 #define LOG_WARNING(fmt, args...) \ 46 do { \ 47 printf("[WARNING]:");\ 48 printf(fmt "\n", ##args); \ 49 } while(0); 50 #else 51 #define LOG_DEBUG(fmt, args...) 52 #define LOG_INFO(fmt, args...) 53 #define LOG_WARNING(fmt, args...) 54 #endif 55 #define LOG_ERROR(fmt, args...) \ 56 do{ \ 57 printf("[ERROR]:");\ 58 printf(fmt "\n", ##args);\ 59 }while(0); 60 61 #define handle_error(msg) \ 62 do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0) 63 64 static int g_epollfd = -1; 65 static int g_timerfd = -1; 66 uint64_t tot_exp = 0; 67 68 static void help(void) 69 { 70 exit(0); 71 } 72 73 static void print_elapsed_time(void) 74 { 75 static struct timespec start; 76 struct timespec curr; 77 static int first_call = 1; 78 int secs, nsecs; 79 80 if (first_call) { 81 first_call = 0; 82 if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start) == -1) 83 handle_error("clock_gettime"); 84 } 85 86 if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &curr) == -1) 87 handle_error("clock_gettime"); 88 89 secs = curr.tv_sec - start.tv_sec; 90 nsecs = curr.tv_nsec - start.tv_nsec; 91 if (nsecs < 0) { 92 secs--; 93 nsecs += 1000000000; 94 } 95 printf("%d.%03d: ", secs, (nsecs + 500000) / 1000000); 96 } 97 98 void timerfd_handler(int fd) 99 { 100 uint64_t exp = 0; 101 102 read(fd, &exp, sizeof(uint64_t)); 103 tot_exp += exp; 104 print_elapsed_time(); 105 printf("read: %llu, total: %llu\n", (unsigned long long)exp, (unsigned long long)tot_exp); 106 107 return; 108 } 109 110 void epoll_event_handle(void) 111 { 112 int i = 0; 113 int fd_cnt = 0; 114 int sfd; 115 struct epoll_event events[EPOLL_LISTEN_CNT]; 116 117 memset(events, 0, sizeof(events)); 118 while(1) 119 { 120 /* wait epoll event */ 121 fd_cnt = epoll_wait(g_epollfd, events, EPOLL_LISTEN_CNT, EPOLL_LISTEN_TIMEOUT); 122 for(i = 0; i < fd_cnt; i++) 123 { 124 sfd = events[i].data.fd; 125 if(events[i].events & EPOLLIN) 126 { 127 if (sfd == g_timerfd) 128 { 129 timerfd_handler(sfd); 130 } 131 } 132 } 133 } 134 } 135 136 int epoll_add_fd(int fd) 137 { 138 int ret; 139 struct epoll_event event; 140 141 memset(&event, 0, sizeof(event)); 142 event.data.fd = fd; 143 event.events = EPOLLIN | EPOLLET; 144 145 ret = epoll_ctl(g_epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event); 146 if(ret < 0) { 147 LOG_ERROR("epoll_ctl Add fd:%d error, Error:[%d:%s]", fd, errno, strerror(errno)); 148 return -1; 149 } 150 151 LOG_DEBUG("epoll add fd:%d--->%d success", fd, g_epollfd); 152 return 0; 153 } 154 155 int epollfd_init() 156 { 157 int epfd; 158 159 /* create epoll fd */ 160 epfd = epoll_create(EPOLL_LISTEN_CNT); 161 if (epfd < 0) { 162 LOG_ERROR("epoll_create error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno)); 163 return -1; 164 } 165 g_epollfd = epfd; 166 LOG_DEBUG("epoll fd:%d create success", epfd); 167 168 return epfd; 169 } 170 171 int timerfd_init() 172 { 173 int tmfd; 174 int ret; 175 struct itimerspec new_value; 176 177 new_value.it_value.tv_sec = 2; 178 new_value.it_value.tv_nsec = 0; 179 new_value.it_interval.tv_sec = 1; 180 new_value.it_interval.tv_nsec = 0; 181 182 tmfd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0); 183 if (tmfd < 0) { 184 LOG_ERROR("timerfd_create error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno)); 185 return -1; 186 } 187 188 ret = timerfd_settime(tmfd, 0, &new_value, NULL); 189 if (ret < 0) { 190 LOG_ERROR("timerfd_settime error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno)); 191 close(tmfd); 192 return -1; 193 } 194 195 if (epoll_add_fd(tmfd)) { 196 close(tmfd); 197 return -1; 198 } 199 g_timerfd = tmfd; 200 201 return 0; 202 } 203 204 int main(int argc, char **argv) 205 { 206 if (epollfd_init() < 0) { 207 return -1; 208 } 209 210 if (timerfd_init()) { 211 return -1; 212 } 213 214 /* event handle */ 215 epoll_event_handle(); 216 217 return 0; 218 }
参考资料：
http://www.man7.org/linux/man-pages/man2/timerfd_create.2.html
