Linux下的高精度時間獲得與定時器
本文主要介紹Linux下高精度時間函數，及相關的具有超時機制的函數，對定時器也進行簡單的介紹。
在linux下通常可用的精度最高的時間接口是gettimeofday，它返回一個timeval結構，其精度為us，即10-6 秒，大多數情況這個精度已經夠用了。不過有時為了更高的精度，比如納秒級的時間精度，我們需求探索Linux為我們提供的時間調用。
首先介紹struct timespec結構，這個結構體有兩個成員，一個是秒，一個是納秒。
在librt庫中，提供了高精度的時間函數，分別是：
long clock_gettime(clockid_t ,struct timespec*)
獲取特定時鐘的時間，時間通過fp結構傳回，目前定義了6種時鐘，分別是
CLOCK_REALTIME 系統當前時間，從1970年1.1日算起 CLOCK_MONOTONIC 系統的啟動時間，不能被設置 CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID 進程運行時間 CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID 線程運行時間 CLOCK_REALTIME_HR CLOCK_REALTIME的高精度版本 CLOCK_MONOTONIC_HR CLOCK_MONOTONIC的高精度版本
獲取特定時鐘的時間精度：
long clock_getres(clockid_t )
設置特定時鐘的時間：
long clock_settime(clockid_t ,struct timespec*)
休眠time中指定的時間，如果遇到信號中斷而提前返回，則由left_time返回剩余的時間：
long clock_nanosleep(clockid_t ,int flag,timespec* time,timespec* left_time)
有了這些個時間函數之后，我們再來看下如何實現一些不同精度的簡單的定時器。
最粗糙的定時器可以由sleep來實現，其精度為秒級，系統也提供像nanosleep，usleep，ualarm等，當然你愿意也可以由poll(ms)、select(us)、ppoll或pslect(ns)等來實現各種精度的sleep。通過這些高精度的sleep函數，也可以實現一系統不同精度的定時器。
通過上述sleep實現的定時器通常需要我們自行進行編碼，而且過多的sleep也會導致某個cpu不能充分的利用，對于大量定時器的場合就需要小心編寫代碼，這種方式通常以單獨線程控制或主循環輪詢的方式查看哪些定時器到期。總體來說，實現復雜，效率較低，而且也沒有一種好的定時器到期時的通知機制，通常是被動由定時器線程強行執行或者自身線程在線程主循環中檢查到期的定時器并執行。
下面我們將探索一下由操作系統提供的一些定時器機制。操作系統提供了兩個種類的定時器，一種是顯式的定時器，另一種是隱藏在調用的超時時間或特定文件屬性之上。后者我們在前面已經見到過，比如select、套接字描述符的超時屬性，這些需要在不同的編程領域去積累，當然它們也有各自的精度。下面我們主要介紹一下系統提供的顯式的定時器。
Linux系統為每個進程提供了三個間隔定時器，精度為us。定時器到期時將觸發相應的信號，定時器可能會重新開始，值得注意的是，fork生成的子進程并不繼承父進程的定時器。
int getitimer(int type, itimerval* val) int setitimer(int type, itimerval* nval, itimerval* oval)
itimerval 有兩個成員，it_interval和it_value，均為timeval類型，前者保存的是下次定時器的定時間隔，后者為本次超時時的定時間隔。也就是說，定時器將從it_value減少，當變為0時，發送信號，并從it_interval取值，重新開始定時器。如果val被置為0，則停止定時器。
getitimer()用于設置一個定時器，而setitimer用于修改已經設置的定時器，如果在設置時定時器尚未超時，則剩余時間保存于oval。
定時器定時器三個定時器分別是：
ITIMER_REAL 以系統時間遞減，超時時投遞SIGALRM信號 ITIMER_VIRTUAL 以進程執行時間遞減，超時時投遞 SIGVTALRM ITIMER_PROF 當進程執行或進程執行系統調用時均遞減，超時時投遞SIGPROF信號。
此外Posix1.b中為我們提供了實時高精度的定時工具，精度可以達到納秒。不過每個進程只能有一個。
int timer_creat() int timer_delete() int timer_gettime() int timer_settime()
具體使用方法不在這里詳述，可見系統提供的定時器是一種珍惜資源，通常只是一種最基本的設施，應用需要使用這個最基本的設施定義多樣化的定時器，以滿足程序中使用多種及多個定時器。當然系統提供的定時器需要人工設置信號處理等相關工作，需要專門處理信號的代碼，這個在一定程度上增加了程序的復雜性。因此說來，從sleep族的定時器到系統顯式的定時器，各有優缺點，使用時根據情況權衡選擇。
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