在编写程序时，我们经常回用到定时器。本文讲述如何使用select实现超级时钟。使用select函数，我们能实现微妙级别精度的定时器。同时，select函数也是我们在编写非阻塞程序时经常用到的一个函数。
首先看看select函数原型如下：
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout)
参数说明：
slect的第一个参数nfds为fdset集合中最大描述符值加1，fdset是一个位数组，其大小限制为__FD_SETSIZE（1024），位数组的每一位代表其对应的描述符是否需要被检查。
select的第二三四个参数表示需要关注读、写、错误事件的文件描述符位数组，这些参数既是输入参数也是输出参数，可能会被内核修改用于标示哪些描述符上发生了关注的事件。所以每次调用select前都需重新初始化fdset。
timeout参数为超时时间，该结构会被内核修改，其值为超时剩余的时间。
利用select实现定时器，需要利用其timeout参数,注意到：
1）select函数使用了一个结构体timeval作为其参数。
2）select函数会更新timeval的值，timeval保持的值为剩余时间。
如果我们指定了参数timeval的值，而将其他参数都置为0或者NULL，那么在时间耗尽后，select函数便返回，基于这一点，我们可以利用select实现精确定时。
timeval的结构如下：
struct timeval{
long tv_sec；/*secons*
long tv_usec/*microseconds*/
}
我们可以看出其精确到microseconds也即微妙。
一、秒级定时器
void seconds_sleep(unsigned seconds){
struct timeval tv
tv.tv_sec=seconds
tv.tv_usec=0
int err
do{
err=select(0,NULL,NULL,NULL,&tv)
}while(err<0 &&errno==EINTR)
}
二、毫秒级别定时器
void milliseconds_sleep(unsigned long mSec){
struct timeval tv
tv.tv_sec=mSec/1000
tv.tv_usec=(mSec%1000)*1000
int err
do{
err=select(0,NULL,NULL,NULL,&tv)
}while(err<0 &&errno==EINTR)
}
三、微妙级别定时器
void microseconds_sleep(unsigned long uSec){
struct timeval tv
tv.tv_sec=uSec/1000000
tv.tv_usec=uSec%1000000
int err
do{
err=select(0,NULL,NULL,NULL,&tv)
}while(err<0 &&errno==EINTR)
}
现在我们来编写几行代码看看定时效果吧。
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int i
for(i=0i<5++i){
printf("%d\n",i)
//seconds_sleep(1)
//milliseconds_sleep(1500)
microseconds_sleep(1900000)
}
}
注：timeval结构体中虽然指定了一个微妙级别的分辨率，但内核支持的分别率往往没有这么高，很多unix内核将超时值向上舍入成10ms的倍数。此外，加上内核调度延时现象，即定时器时间到后，内核还需要花一定时间调度相应进程的运行。因此，定时器的精度，最终还是由内核支持的分别率决定。
定时器Timer应用场景非常广泛，在Linux下，有以下几种方法：1，使用sleep()和usleep()
其中sleep精度是1秒，usleep精度是1微妙，具体代码就不写了。使用这种方法缺点比较明显，在Linux系统中，sleep类函数不能保证精度，尤其在系统负载比较大时，sleep一般都会有超时现象。
2，使用信号量SIGALRM + alarm()
这种方式的精度能达到1秒，其中利用了*nix系统的信号量机制，首先注册信号量SIGALRM处理函数，调用alarm()，设置定时长度，代码如下：
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void timer(int sig)
{
if(SIGALRM == sig)
{
printf("timer\n")
alarm(1) //we contimue set the timer
}
return
}
int main()
{
signal(SIGALRM, timer)//relate the signal and function
alarm(1) //trigger the timer
getchar()
return 0
}
alarm方式虽然很好，但是无法首先低于1秒的精度。
3，使用RTC机制
RTC机制利用系统硬件提供的Real Time Clock机制，通过读取RTC硬件/dev/rtc，通过ioctl()设置RTC频率，代码如下：
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>
#include <linux/rtc.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
unsigned long i = 0
unsigned long data = 0
int retval = 0
int fd = open ("/dev/rtc", O_RDONLY)
if(fd <0)
{
perror("open")
exit(errno)
}
/*Set the freq as 4Hz*/
if(ioctl(fd, RTC_IRQP_SET, 1) <0)
{
perror("ioctl(RTC_IRQP_SET)")
close(fd)
exit(errno)
}
/* Enable periodic interrupts */
if(ioctl(fd, RTC_PIE_ON, 0) <0)
{
perror("ioctl(RTC_PIE_ON)")
close(fd)
exit(errno)
}
for(i = 0i <100i++)
{
if(read(fd, &data, sizeof(unsigned long)) <0)
{
perror("read")
close(fd)
exit(errno)
}
printf("timer\n")
}
/* Disable periodic interrupts */
ioctl(fd, RTC_PIE_OFF, 0)
close(fd)
return 0
}
这种方式比较方便，利用了系统硬件提供的RTC，精度可调，而且非常高。
4，使用select()
这种方法在看APUE神书时候看到的，方法比较冷门，通过使用select()，来设置定时器；原理利用select()方法的第5个参数，第一个参数设置为0，三个文件描述符集都设置为NULL，第5个参数为时间结构体，代码如下：
[cpp] view plain copy
#include <sys/time.h>
#include <sys/select.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
/*seconds: the secondsmseconds: the micro seconds*/
void setTimer(int seconds, int mseconds)
{
struct timeval temp
temp.tv_sec = seconds
temp.tv_usec = mseconds
select(0, NULL, NULL, NULL, &temp)
printf("timer\n")
return
}
int main()
{
int i
for(i = 0 i <100i++)
setTimer(1, 0)
return 0
}
这种方法精度能够达到微妙级别，网上有很多基于select()的多线程定时器，说明select()稳定性还是非常好。
总结：如果对系统要求比较低，可以考虑使用简单的sleep()，毕竟一行代码就能解决；如果系统对精度要求比较高，则可以考虑RTC机制和select()机制。
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