Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

 4: #include <sys/time.h>
 5: #include <unistd.h>
 6:
 7: int main {
 8: struct timeval tv;
 9: struct timezone tz;
10: time_t now;
11: /* beginning_of_time — это наименьшее значении, измеряемое time_t*/
12: time_t beginning_of_time = 1L<<(sizeof(time_t)*8 - 1);
13: /* end_of_time - это наибольшее значение, измеряемое time_t */
14: time_t end_of_time = ~beginning_of_time;
15:
16: printf("time_t имеет %d бит в длину\n\n", sizeof(time_t) *8);
17:
18: gettimeofday(&tv, &tz);
19: now = tv.tv_sec;
20: printf("Текущее время дня, представленное в виде структуры timeval:\n"
21: "tv.tv_sec = 0x%08x, tv.tv_usec = 0x%08х\n"
22: "tz.tz_minuteswest = 0x%08х, tz.tz_dsttime = 0x%08x\n\n",
23: tv.tv_sec, tv.tv_usec, tz.tz_minuteswest, tz.tz_dsttime);
24:
25: printf("Демонстрация ctime%s:\n",
26: sizeof(time_t)*8 <= 32 ? "" :
27: " (может зависнуть после печати первой строки; нажмите "
28: "Control-C)") ;
29: printf("текущее время: %s", ctime(&now));
30: printf("начало времени: %s", ctime(&beginning_of_time));
31: printf("конец времени: %s", ctime(&end_of_time));
32:
33: exit(0);
34: }

К сожалению, функция ctime является итеративной по своей природе. Это означает, что она (при любых практических целях) никогда не прерывает свою работу в 64-разрядных системах даже для астрономических дат (вроде 64-битового времени начала и завершения). Если вы устали ждать, когда же программа завершит свою работу, нажмите Control-C для ее завершения.

18.2. Использование таймеров

Таймер — это простое средство для указаний определенной точки в будущем, в которой должно произойти некоторое событие. Вместо того чтобы циклически запрашивать текущее время и проводить лишние растраты циклов центрального процессора, программа может отправить в ядро запрос на получение уведомления о том, что прошло определенное количество времени.

Существуют два способа применения таймеров: синхронный и асинхронный. Синхронное использование таймера возможно в единственном режиме — режиме ожидания (дожидаться истечения времени таймера). Асинхронная работа таймера, как и любого другого асинхронного устройства, сопровождается сигналами. Сюрпризом может оказаться то, что синхронный таймер может также вызывать сигналы.

18.2.1. Режим ожидания

Процесс, сопровождающийся запросом на невыполнение в течение определенного количества времени, называется отложенным (или "спящим"). Для режима ожидания доступны четыре функции; каждая из них измеряет время в различных единицах. Они также ведут себя и взаимодействуют с остальными частями системы по-разному.

unsigned int sleep(unsigned int seconds);

Функция sleep вынуждает текущий процесс засыпать на время (в секундах), указанное параметром seconds, или до тех пор, пока процесс не получит сигнал, который он не может проигнорировать. На большинстве платформ функция sleep реализуется в терминах сигнала SIGALRM, поэтому она не очень хорошо совмещается с системным вызовом alarm, созданием обработчика SIGALRM, игнорированием сигнала SIGALRM, или применением интервальных таймеров (рассматриваются далее), которые разделяют один и тот же таймер и сигнал.

Если работа sleep завершается раньше истечения полного выделенного времени, она возвращает количество оставшихся секунд. Если режим ожидания длился ровно столько, сколько запрашивалось, она возвращает ноль.

void usleep(unsigned long usec);

Функция usleep вынуждает текущий процесс засыпать на время (в микросекундах), указанное параметром usec. Никакие сигналы не используются. На большинстве платформ usleep реализуется с помощью select.

int select(0, NULL, NULL, NULL, struct timeval tv);

Функция select, описанная в главе 13, предлагает мобильный способ откладывания процессов на точное количество времени. Просто введите в объект struct timeval минимальное время, которое нужно ожидать, и можете быть уверены — ни одно событие не произойдет.

int nanosleep(struct timespec *req, struct timespec *rem);

Функция nanosleep вынуждает текущий процесс засыпать на время, указанное параметром req (описание объекта timespec можно найти в начале этой главы), пока процесс не получит сигнал. Если работа nanosleep прекращается раньше из-за полученного сигнала, то она возвращает – 1 и устанавливает для errno значение EINTR, а также, если rem не является NULL, то передает в переменную rem количество времени, оставшегося в периоде ожидания.

Функция nanosleep наименее переносима из всех рассмотренных, поскольку она была определена как часть спецификации POSIX.1b реального времени (ранее она называлась POSIX.4), которая выполняется не во всех версиях Unix. Однако все новые реализации Unix поддерживают ее, так как функции POSIX.1b в настоящее время являются стандартной частью Single Unix Specification (Единая спецификация Unix).

Не все платформы, предусматривающие функцию nanosleep, обеспечивают высокую точность, однако Linux, как и остальные операционные системы реального времени, стремится принимать короткие запросы на обработку с предельной точностью. Более подробную информацию о программировании в режиме реального времени можно найти в [12].

18.2.2. Интервальные таймеры

Интервальные таймеры, будучи активизированными, непрерывно передают сигналы в процесс на систематической основе. Точное значение термина систематический зависит от используемого интервального таймера. С каждым процессом ассоциированы три таймера.

ITIMER_REAL	Отслеживает время в терминах настенных часов — в реальном времени (в зависимости от выполнения процесса) — и генерирует сигнал SIGALRM. Несовместим с системным вызовом alarm, который используется функцией sleep. Не применяйте ни alarm, ни sleep, если имеется реальный интервальный таймер.
ITIMER_VIRTUAL	Подсчитывает время только при исполнении процесса — не учитывая системные вызовы, которые производит процесс — и генерирует сигнал SIGVTALRM.
ITIMER_PROF	Подсчитывает время только при выполнении процесса — включая время, за которое ядро посылает исполнительные системные вызовы от имени процесса, и не включая время, потраченное на прерывание процесса по инициативе самого процесса — и генерирует сигнал SIGPROF. Учет времени, затраченного на обработку прерываний, оказывается настолько трудоемким, что даже может изменить настройки таймера.

Комбинация таймеров ITIMER_VIRTUAL и ITIMER_PROF часто используется в профилирующих кодах.

Каждый из этих таймеров генерирует ассоциированный сигнал об истечении таймера в пределах одного хода системных часов (как правило, 1-10 миллисекунд). Если процесс работает в данное время, то сигнал генерируется сразу же; в противном случае сигнал генерируется немного позже (в зависимости от загрузки системы). Поскольку таймер ITIMER_VIRTUAL следит за временем только во время работы процесса, то сигнал всегда доставляется незамедлительно.