Linux 下高精度时间函数及超时机制详解

引言

在 Linux 系统编程中，获取时间的精度和实现超时机制是常见的需求。本文将详细介绍 Linux 下高精度时间函数及其超时机制。

高精度时间函数

Linux 提供了以下几种高精度时间函数：

1. gettimeofday()

gettimeofday() 函数用于获取当前时间，精度为微秒。

#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

2. clock_gettime()

clock_gettime() 函数用于获取指定时钟的时间，精度为纳秒。

#include <time.h>
int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

常用的 clk_id 有：

• CLOCK_REALTIME：系统实时时间
• CLOCK_MONOTONIC：从系统启动起初的时间，不受系统时间调整的影响
• CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID：本进程的 CPU 时间
• CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID：本线程的 CPU 时间

超时机制

在 Linux 中，实现超时机制通常有以下几种方法：

1. select()

select() 函数可以同时监控多个文件描述符，并在超时时间内等待至少一个文件描述符变为就绪状态。

#include <sys/select.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

2. poll()

poll() 函数与 select() 类似，但可以监控更多的文件描述符，且不束缚文件描述符的数量。

#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

3. epoll()

epoll() 是一种更高效的多路 I/O 复用机制，赞成边缘触发（ET）和水平触发（LT）模式。

#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);

4. timerfd()

timerfd_create() 函数创建一个定时器文件描述符，当定时器超时时，可以读取该文件描述符以获取超时事件。

#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);
int timerfd_gettime(int fd, struct itimerspec *curr_value);

总结

本文详细介绍了 Linux 下高精度时间函数和超时机制，这些知识对于进行系统编程和并发编程的开发者来说至关重要。

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