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timerfd是Linux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，所以能够被用于select/poll/epoll的应用场景。timerfd是linux内核2.6.25版本中加入的接口。
可以实现定时器的功能，将定时器抽象为文件描述符，当定时器到期时可以对其read，这样也可以放到监听队列的主循环中。timerfd有数据可读要把它读走，不然定时器失效
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#include <sys/timerfd.h>
int timerfd_create(int clockid, int flags);
int timerfd_settime(int fd, int flags,
const struct itimerspec *new_value,
struct itimerspec *old_value);
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| timerfd_create
●功能：该函数生成一个定时器对象，返回与之关联的文件描述符。
●参数详解：
-clockid: 可设置为
CLOCK_REALTIME：相对时间，从1970.1.1到目前的时间。更改系统时间会更改获取的值，它以系统时间为坐标。
CLOCK_MONOTONIC：绝对时间，获取的时间为系统重启到现在的时间，更改系统时间对其没有影响。
-flags: 可设置为
TFD_NONBLOCK（非阻塞），
TFD_CLOEXEC（同O_CLOEXEC）
linux内核2.6.26版本以上都指定为0
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timerfd_settime
●功能：该函数能够启动和停止定时器
●参数详解：
-fd: timerfd对应的文件描述符
-flags:
0表示是相对定时器
TFD_TIMER_ABSTIME表示是绝对定时器
-new_value:设置超时时间，如果为0则表示停止定时器。
-old_value:
一般设为NULL, 不为NULL,则返回定时器这次设置之前的超时时间
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| 操作
●read：读取缓冲区中的数据，其占据的存储空间为sizeof(uint_64)，表示超时次数。
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●select/poll/epoll：当定时器超时时，会触发定时器相对应的文件描述符上的读操作，IO复用操作会返回，然后再去对该读事件进行处理。
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struct itimerspec {
struct timespec it_interval; /* Interval for periodic timer */间隔时间
struct timespec it_value; /* Initial expiration */初始到期时间
};
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struct timespec {
time_t tv_sec; /* Seconds */
long tv_nsec; /* Nanoseconds */
};
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eventfd的主要是用于进程或者线程间通信(如通知/等待机制的实现)。
实现了线程之间事件通知的方式，eventfd的缓冲区大小是sizeof(uint64_t)；向其write可以递增这个计数器，read操作可以读取，并进行清零；eventfd也可以放到监听队列中，当计数器不是0时，有可读事件发生，可以进行读取。
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#include <sys/eventfd.h>
int eventfd(unsigned int initval, int flags);
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| 参数解释：
●如果是2.6.26或之前版本的内核，flags 必须设置为0。
●initval：初始化计数器值，该值保存在内核.
●flags支持以下标志位：
- EFD_NONBLOCK 类似于使用O_NONBLOCK标志设置文件描述符。
- EFD_CLOEXEC 类似open以O_CLOEXEC标志打开，O_CLOEXEC 应该表示执行exec()时，之前通过open()打开的文件描述符会自动关闭.
●返回值：函数返回一个文件描述符，与打开的其他文件一样，可以进行读写操作。
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操作：
●read：如果计数器A的值不为0时，读取成功，获得该值。如果A的值为0，非阻塞模式时，会直接返回失败，并把error置为EINVAL;如果为阻塞模式，一直会阻塞到A为非0为止。
●write：将缓冲区写入的8字节整形值加到内核计数器上，即会增加8字节的整数在计数器A上，如果其值达到0xfffffffffffffffe时，就会阻塞（在阻塞模式下），直到A的值被read。
write操作，写入的数据会加到计数器上，read操作读走计数器上的值后会把计数器置为0.
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#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
fds 可以传递多个结构体，也就是说可以监测多个驱动设备所产生的事件，只要有一个产生了请求事件，就能立即返回
nfds 监测驱动文件的个数
timeout 超时时间，单位为ms -1永久等待，0立即返回
events:
POLLIN 有数据可读
POLLRDNORM 有普通数据可读，等效与POLLIN
POLLPRI 有紧迫数据可读
POLLOUT 写数据不会导致阻塞
POLLER 指定的文件描述符发生错误
POLLHUP 指定的文件描述符挂起事件
POLLNVAL 无效的请求，打不开指定的文件描述符
返回值：
有事件发生 返回revents域不为0的文件描述符个数（也就是说事件发生，或者错误报告） 超时 返回0；
失败 返回-1，并设置errno为错误类型
失败返回-1的错误码->EINTR 请求的事件之前产生一个信号，调用可以重新发起。
// #define EINTR 4 /* Interrupted system call */
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struct pollfd {
int fd;
/* file descriptor *//* 文件描述符 */
short events;
/* requested events *//* 请求的事件类型，监视驱动文件的事件掩码 */
short revents;
/* returned events *//* 驱动文件实际返回的事件 */
};
poll机制就是给定一段时间，在这一段时间内程序处于睡眠状态一直等待某一个资源，它会在两种情况下返回 ①时间到了.
②等到了资源.
等待期间将进程休眠，利用事件驱动来唤醒进程，将更能提高CPU的效率。 |
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#include <stdlib.h>
int atoi(const char *nptr);
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long atol(const char *nptr);
long long atoll(const char *nptr);
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example:
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eventfd.cpp
#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/eventfd.h>
#include<sys/poll.h>
#define handle_error(msg) \
do{\
perror(msg);\
exit(EXIT_FAILURE);\
}while(0)
using namespace std;
int main(int argc,char** argv)
{
uint64_t u;
int efd = eventfd(10,0); // 计数器的初值为10,第二个参数写0
//最新的进程/线程通信
if(-1==efd)
{
handle_error("eventfd");
}
int ret = fork();
if(0==ret)
{
for(int j=1;j<argc;++j)
{
u = atoll(argv[j]);
cout<<"child writing "<<u<<" to efd"<<endl;
ssize_t s = write(efd,&u,sizeof(uint64_t)); // 会把写入的数据累加到计数器上
if(s!=sizeof(uint64_t))
{
handle_error("write");
}
}
cout<<"child completed write loop\n";
exit(EXIT_SUCCESS);
}
else
{
//sleep(2); // 等子进程创建好,并循环完毕
for(int i=0;i<argc-1;++i)
{
ssize_t s = read(efd,&u,sizeof(uint64_t)); // 读完计数器会自动清0
if(s!=sizeof(uint64_t))
{
handle_error("read");
}
cout<<"parent read "<<u<<" from efd\n";
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
}
//父进程在睡眠2s的过程中，子进程已经完成了for循环，向内核的计数器上写了1,2,3;
//加上初值10,一共就是16
//child writing 1 to efd
//child writing 2 to efd
//child writing 3 to efd
//child completed write loop
//parent read 16 from efd
//父进程不睡眠，for循环读走所有输入
//父进程先于子进程运行，读走了计数器的值10，计数器此时值变为0，后面父进程读操作处于阻塞状态
//等到子进程写入1的时候唤醒父进程，父进程接着读。
//$>./a.out 1 2 3
//parent read 10 from efd
//child writing 1 to efd
//parent read 1 from efd
//child writing 2 to efd
//parent read 2 from efd
//$>child writing 3 to efd
// 结果这样是因为父进程循环次数，第一次来就读了一次，所有最后子进程写3的时候父进程已经退出了
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eventfd+poll.cpp
#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/eventfd.h>
#include<sys/poll.h>
#include<sys/wait.h>
#define handle_error(msg) \
do{\
perror(msg);\
exit(EXIT_FAILURE);\
}while(0)
using namespace std;
int main(int argc,char** argv)
{
uint64_t u;
int efd = eventfd(0,0); // 计数器的初值为0,第二个参数写0
//最新的进程/线程通信
if(-1==efd)
{
handle_error("eventfd");
}
int ret = fork();
if(0==ret)
{
for(int j=1;j<argc;++j)
{
u = atoll(argv[j]);
cout<<"child writing "<<u<<" to efd"<<endl;
ssize_t s = write(efd,&u,sizeof(uint64_t));
if(s!=sizeof(uint64_t))
{
handle_error("write");
}
}
cout<<"child completed write loop\n";
//exit(EXIT_SUCCESS);
}
else
{
struct pollfd ppfd;
ppfd.fd = efd;
ppfd.events = POLLIN;
for(int i=1;i<argc;++i)
{
poll(&ppfd,1,-1); // 事件在等待ppfd可读，等待过程中父进程睡眠(休眠)
// 事件发生就唤醒，接着向下执行
// 没有这个读一次就会卡住
ssize_t s = read(efd,&u,sizeof(uint64_t));
if(s!=sizeof(uint64_t))
{
handle_error("read");
}
cout<<"parent read "<<u<<" from efd\n";
}
wait(NULL);
}
}
//child writing 1 to efd
//parent read 1 from efd
//child writing 2 to efd
//parent read 2 from efd
//child writing 3 to efd
//parent read 3 from efd
//child completed write loop
|
|
timerfd.cpp
#include<iostream>
#include<sys/timerfd.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<time.h>
using namespace std;
int main()
{
int timerfd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME,0);
if(-1==timerfd)
{
perror("timerfd_create");
return -1;
}
struct itimerspec new_value;
memset(&new_value,0,sizeof(itimerspec));
new_value.it_value.tv_sec = 5; //初始到期时间
new_value.it_interval.tv_sec = 3; //间隔时间
int ret = timerfd_settime(timerfd,0,&new_value,NULL);
if(-1==ret)
{
perror("timerfd_settimer");
return -1;
}
long int timeNum;
time_t t;
time(&t); // 获取当前秒数
// 读到的是个8位的整数
cout<<ctime(&t)<<endl;
while(ret = read(timerfd,&timeNum,8),time(&t),cout<<ctime(&t)) // 时间到,timerfd可读,要把数据读走,不然阻塞,定时器没法正常工作了
{
cout<<"timerfd read cnt "<<timeNum<<endl<<endl;
}
}
//Fri Apr 20 11:12:22 2018
//
//Fri Apr 20 11:12:27 2018
//timerfd read cnt 1
//
//Fri Apr 20 11:12:30 2018
//timerfd read cnt 1
//
//Fri Apr 20 11:12:33 2018
//timerfd read cnt 1
//
//Fri Apr 20 11:12:36 2018
//timerfd read cnt 1
//
//Fri Apr 20 11:12:39 2018
//timerfd read cnt 1
//
//Fri Apr 20 11:12:42 2018
//timerfd read cnt 1
//
//^C
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timerfd+poll.cpp
#include<iostream>
#include<time.h>
#include<poll.h>
#include<sys/timerfd.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;
int main()
{
int timerfd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME,0);
struct itimerspec new_value;
memset(&new_value,0,sizeof(new_value));
new_value.it_interval.tv_sec = 1; //时间间隔
new_value.it_value.tv_sec = 5; //初始时间
timerfd_settime(timerfd,0,&new_value,NULL);
struct pollfd fd;
bzero(&fd,sizeof(pollfd));
fd.fd = timerfd;
fd.events = POLLIN;
time_t t;
time(&t);
cout<<ctime(&t)<<endl;
while(1)
{
int ret = poll(&fd,1,-1); // 永久等待时间发生
if(ret>0)
{
time(&t);
cout<<ctime(&t)<<endl;
long long int tmp;
read(timerfd,&tmp,sizeof(long long int)); // 读走数据，不然会一直触发
}
else
{
return -1;
}
}
}
//Fri Apr 20 11:29:48 2018
//
//Fri Apr 20 11:29:53 2018
//
//Fri Apr 20 11:29:54 2018
//
//Fri Apr 20 11:29:55 2018
//
//Fri Apr 20 11:29:56 2018
//
//^C
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