firecat注：引自muduo一书，8.2节。
传统网络库的reactor通过控制select和poll，epoll的等待时间（epoll_wait函数的参数）来实现定时。而Linux内核在2.6版本后，新增了timerfd，可以更精确的定时。把这个fd当成普通网络IO事件相同的方式来处理定时。
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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
/********************************************************
* Filename: timerfd.c
* Author: zhangwj
* Desprition: a sample program of timerfd
* Date: 2017-04-17
* Warnning:
********************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/timerfd.h>
#if 0
struct timespec {
time_t tv_sec; /* Seconds */
long tv_nsec; /* Nanoseconds */
};
struct itimerspec {
struct timespec it_interval; /* Interval for periodic timer */
struct timespec it_value; /* Initial expiration */
};
#endif
#define EPOLL_LISTEN_CNT 256
#define EPOLL_LISTEN_TIMEOUT 500
#define LOG_DEBUG_ON 1
#ifdef LOG_DEBUG_ON
#define LOG_DEBUG(fmt, args...) \
do { \
printf("[DEBUG]:");\
printf(fmt "\n", ##args); \
} while(0);
#define LOG_INFO(fmt, args...) \
do { \
printf("[INFO]:");\
printf(fmt "\n", ##args); \
} while(0);
#define LOG_WARNING(fmt, args...) \
do { \
printf("[WARNING]:");\
printf(fmt "\n", ##args); \
} while(0);
#else
#define LOG_DEBUG(fmt, args...)
#define LOG_INFO(fmt, args...)
#define LOG_WARNING(fmt, args...)
#endif
#define LOG_ERROR(fmt, args...) \
do{ \
printf("[ERROR]:");\
printf(fmt "\n", ##args);\
}while(0);
#define handle_error(msg) \
do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
static int g_epollfd = -1;
static int g_timerfd = -1;
uint64_t tot_exp = 0;
static void help(void)
{
exit(0);
}
static void print_elapsed_time(void)
{
static struct timespec start;
struct timespec curr;
static int first_call = 1;
int secs, nsecs;
if (first_call) {
first_call = 0;
if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start) == -1)
handle_error("clock_gettime");
}
if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &curr) == -1)
handle_error("clock_gettime");
secs = curr.tv_sec - start.tv_sec;
nsecs = curr.tv_nsec - start.tv_nsec;
if (nsecs < 0) {
secs--;
nsecs += 1000000000;
}
printf("%d.%03d: ", secs, (nsecs + 500000) / 1000000);
}
void timerfd_handler(int fd)
{
uint64_t exp = 0;
read(fd, &exp, sizeof(uint64_t));
tot_exp += exp;
print_elapsed_time();
printf("read: %llu, total: %llu\n", (unsigned long long)exp, (unsigned long long)tot_exp);
return;
}
void epoll_event_handle(void)
{
int i = 0;
int fd_cnt = 0;
int sfd;
struct epoll_event events[EPOLL_LISTEN_CNT];
memset(events, 0, sizeof(events));
while(1)
{
/* wait epoll event */
fd_cnt = epoll_wait(g_epollfd, events, EPOLL_LISTEN_CNT, EPOLL_LISTEN_TIMEOUT);
for(i = 0; i < fd_cnt; i++)
{
sfd = events[i].data.fd;
if(events[i].events & EPOLLIN)
{
if (sfd == g_timerfd)
{
timerfd_handler(sfd);
}
}
}
}
}
int epoll_add_fd(int fd)
{
int ret;
struct epoll_event event;
memset(&event, 0, sizeof(event));
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
ret = epoll_ctl(g_epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
if(ret < 0) {
LOG_ERROR("epoll_ctl Add fd:%d error, Error:[%d:%s]", fd, errno, strerror(errno));
return -1;
}
LOG_DEBUG("epoll add fd:%d--->%d success", fd, g_epollfd);
return 0;
}
int epollfd_init()
{
int epfd;
/* create epoll fd */
epfd = epoll_create(EPOLL_LISTEN_CNT);
if (epfd < 0) {
LOG_ERROR("epoll_create error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno));
return -1;
}
g_epollfd = epfd;
LOG_DEBUG("epoll fd:%d create success", epfd);
return epfd;
}
int timerfd_init()
{
int tmfd;
int ret;
struct itimerspec new_value;
new_value.it_value.tv_sec = 2;
new_value.it_value.tv_nsec = 0;
new_value.it_interval.tv_sec = 1;
new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
tmfd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0);
if (tmfd < 0) {
LOG_ERROR("timerfd_create error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno));
return -1;
}
ret = timerfd_settime(tmfd, 0, &new_value, NULL);
if (ret < 0) {
LOG_ERROR("timerfd_settime error, Error:[%d:%s]", errno, strerror(errno));
close(tmfd);
return -1;
}
if (epoll_add_fd(tmfd)) {
close(tmfd);
return -1;
}
g_timerfd = tmfd;
return 0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
if (epollfd_init() < 0) {
return -1;
}
if (timerfd_init()) {
return -1;
}
/* event handle */
epoll_event_handle();
return 0;
}
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参考资料：
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