Select函数实现达到定时器的效果

本文介绍了一种使用select函数实现的定时器功能,涵盖了秒级、毫秒级和微秒级的定时需求。通过修改timeval结构体中的时间单位,可以灵活调整定时精度。

/*秒级定时器*/
void seconds_sleep(unsigned     long  seconds)
{
    if(seconds == 0) return;
    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);
}

/*毫秒定时器*/

void milliseconds_sleep(unsigned long mSec)
{
    if(mSec == 0) return;
    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);
}

/*微秒定时器*/

void microseconds_sleep(unsigned long uSec)
{
    if(uSec == 0) return;
    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);
}


int main()
{
    int i;
    for(i=0;i<5;++i){
    printf("%d\n",i);
    //seconds_sleep(2);
    //milliseconds_sleep(2000);
    microseconds_sleep(2000000);
    }
}

<think>我们正在处理关于C语言中使用select定时器调用函数的使用例程的查询。根据用户的问题,我们需要提供一个使用select系统调用实现定时器功能的例程。 关键点: 1. select系统调用通常用于I/O多路复用,但也可以用来实现精确定时器(毫秒级)。 2. select函数的原型如下: int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); 3. 我们可以通过设置timeout参数来指定超时时间,当select因超时返回时,我们就可以执行相应的函数。 步骤: 1. 初始化timeval结构,设置超时时间。 2. 将readfds、writefds和exceptfds设置为NULL(因为我们只关心超时),这样select就会阻塞直到超时。 3. 调用select,当它返回0时表示超时,然后我们调用预定的函数。 注意:select可能会被信号中断,因此需要处理EINTR错误。 示例代码思路: 我们将编写一个函数,该函数在指定的时间间隔(以毫秒为单位)后调用一个用户提供的回调函数。 但是注意:select定时器是一次性的,如果要实现周期性的定时器,需要在每次超时后重新设置超时时间并再次调用select。 根据引用[4]中提到定时中断动态显示,虽然这里不是中断,但我们可以模拟一个类似的定时机制。 我们将编写一个简单的例程,使用select实现周期性定时调用函数。 参考引用[3]中关于定时器寄存器的操作,但这里我们不需要直接操作硬件寄存器,而是使用select系统调用。 代码结构: 1. 定义回调函数类型。 2. 编写一个定时器函数,它接受一个回调函数指针、时间间隔(毫秒)和调用次数(或无限循环)。 3. 在定时器函数内部,循环调用select,每次超时后调用回调函数。 注意:由于select会修改timeval结构,所以每次循环都需要重新设置。 示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <sys/select.h> #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> // 定义回调函数类型 typedef void (*timeout_callback)(void); // 定时器函数:每隔interval毫秒调用一次callback,共调用count次(如果count<=0则无限循环) void select_timer(timeout_callback callback, unsigned long interval, int count) { struct timeval tv; int ret; // 设置超时时间 tv.tv_sec = interval / 1000; tv.tv_usec = (interval % 1000) * 1000; // 将毫秒转换为微秒 int n = 0; while (1) { // 每次都需要重新设置超时时间,因为select会修改tv struct timeval temp_tv = tv; // 调用select,所有fd_set都设置为NULL,只等待超时 ret = select(0, NULL, NULL, NULL, &temp_tv); if (ret == -1) { // 如果错误是由于信号中断引起的,我们可以继续 if (errno == EINTR) { continue; } perror("select"); break; } else if (ret == 0) { // 超时,调用回调函数 callback(); // 如果设定了调用次数,则计数 if (count > 0) { n++; if (n >= count) { break; } } } } } // 测试用的回调函数 void my_callback(void) { printf("Timer expired! Doing work...\n"); } int main() { // 每隔1000毫秒(1秒)调用一次my_callback,共调用5次 select_timer(my_callback, 1000, 5); return 0; } ``` 代码解释: 1. select_timer函数实现定时器逻辑。它有三个参数:回调函数指针、时间间隔(毫秒)和调用次数(如果count<=0,则无限循环)。 2. 在循环中,我们每次都会重新设置超时时间(因为select会修改timeval结构)。 3. 调用select,并检查返回值: - 返回0:表示超时,调用回调函数,然后根据计数判断是否退出循环。 - 返回-1:如果是被信号中断(EINTR),则继续等待;否则报错退出。 4. 在main函数中,我们设置了一个1秒的定时器,每次超时打印一条消息,共执行5次。 注意:这个定时器是单线程的,并且是阻塞的。在回调函数执行期间,定时器会等待,所以回调函数不能执行太长时间,否则会影响定时精度。 替代方案:如果需要非阻塞或者更高精度的定时器,可以考虑使用setitimer或POSIX定时器(timer_create等),或者多线程。 根据引用[4]中提到的,在读取关键数据时可能需要关闭中断(在嵌入式系统中),但这里我们使用的是select,不是硬件中断,所以如果需要在执行关键代码时避免被回调打断,我们需要在回调函数中避免执行长时间操作,或者使用其他同步机制。 但是,由于我们的回调函数是在主线程中执行的,所以如果回调函数执行时间过长,会延迟下一次定时。如果需要精确的周期性定时,并且回调函数执行时间不确定,可能需要使用多线程,在回调函数中启动一个新的线程来执行实际任务。 然而,这个例程展示了如何使用select实现一个简单的定时器。 相关问题: 由于用户要求生成相关问题,我们可以围绕这个主题提出几个问题: §§相关问题§§ 1. 使用select实现定时器有什么优缺点? 2. 除了select,还有哪些C语言实现定时器的方法? 3. 如何在多线程环境中使用select定时器? 4. 如何提高select定时器的精度? 5. 在嵌入式系统中,使用select定时器和硬件定时器中断有什么区别? </think>### C语言中`select`定时器调用函数的使用例程 `select`系统调用主要用于I/O多路复用,但也可用于实现毫秒级精度的定时器功能。其核心原理是通过设置超时参数,当没有文件描述符就绪时,`select`会在指定时间后超时返回,此时可执行定时任务。 #### 基础使用例程 ```c #include <stdio.h> #include <sys/select.h> #include <sys/time.h> #include <unistd.h> // 定时回调函数 void timer_callback(void) { printf("Timer expired! Executing task...\n"); // 此处添加定时任务代码 } int main() { struct timeval tv; while (1) { // 设置超时时间:1秒 + 500毫秒 tv.tv_sec = 1; // 秒 tv.tv_usec = 500000; // 微秒 (500ms) // 调用select(无文件描述符监听) int ret = select(0, NULL, NULL, NULL, &tv); if (ret == 0) { // 超时触发 timer_callback(); } else if (ret == -1) { perror("select error"); break; } } return 0; } ``` #### 关键机制说明 1. **超时设置** 通过`struct timeval`指定等待时间: - `tv_sec`:整秒数 - `tv_usec`:微秒数(1毫秒=1000微秒) - 若设为`{0, 0}`,则立即返回;设为`NULL`则永久阻塞 2. **返回值处理**: - **0**:超时(无文件描述符就绪),触发定时任务 - **-1**:错误(需检查`errno`) - **>0**:有文件描述符就绪(本例未使用) 3. **精度限制** 实际精度受系统时钟粒度影响,通常为1-10毫秒[^4]。 #### 高级应用:结合I/O多路复用 ```c fd_set readfds; int sockfd = /* 套接字描述符 */; while (1) { FD_ZERO(&readfds); FD_SET(sockfd, &readfds); struct timeval tv = { .tv_sec = 2, .tv_usec = 0 }; // 2秒超时 int ret = select(sockfd + 1, &readfds, NULL, NULL, &tv); if (ret == 0) { printf("Timeout: No data in 2 seconds\n"); // 执行定时任务 } else if (FD_ISSET(sockfd, &readfds)) { // 处理套接字数据 } } ``` #### 注意事项 1. **时间参数修改** `select`会修改`timeval`结构体为剩余时间,循环中需**每次重置**超时值[^1]。 2. **信号中断处理** 若被信号中断,需检查`errno == EINTR`并重新调用: ```c if (ret == -1 && errno == EINTR) { continue; // 被信号中断,重试 } ``` 3. **替代方案** 更高精度定时可考虑: - `setitimer()`:微秒级定时器 - `timerfd_create()`:Linux专属定时器文件描述符 - 硬件定时器中断(嵌入式场景)[^4]
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