面试题：C语言中基于Linux实现简单定时器

Question

在Linux环境下，使用C语言实现一个简单的定时器，每隔1秒输出一条提示信息，说明你所采用的定时器实现机制，例如setitimer函数的使用要点。

Answer 1

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>

// 信号处理函数
void timer_handler(int signum) {
    printf("1秒时间到\n");
}

int main() {
    struct itimerval timer;

    // 初始化信号处理函数
    signal(SIGALRM, timer_handler);

    // 设置定时器间隔为1秒
    timer.it_value.tv_sec = 1;
    timer.it_value.tv_usec = 0;
    timer.it_interval.tv_sec = 1;
    timer.it_interval.tv_usec = 0;

    // 设置定时器
    setitimer(ITIMER_REAL, &timer, NULL);

    // 主循环，防止程序退出
    while (1) {
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

setitimer函数使用要点

1. 函数原型：int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);
2. 参数说明：
   • which：指定定时器类型，常见的有ITIMER_REAL（实时定时器，计时以系统真实时间为准，超时发送SIGALRM信号）、ITIMER_VIRTUAL（以进程运行时间为准，超时发送SIGVTALRM信号）、ITIMER_PROF（以进程运行时间 + 内核调度进程的时间为准，超时发送SIGPROF信号）。在本程序中使用ITIMER_REAL。
   • new_value：指向struct itimerval结构体的指针，用于设置定时器的初始值和间隔值。struct itimerval结构体定义如下：

   struct itimerval {
       struct timeval it_interval; /* 定时器周期 */
       struct timeval it_value;    /* 定时器初始值 */
   };
   struct timeval {
       time_t      tv_sec;         /* 秒 */
       suseconds_t tv_usec;        /* 微秒 */
   };
   

   • old_value：若不为NULL，则保存上一次定时器的设置值。
3. 返回值：成功返回0，失败返回 -1，并设置errno。

本程序使用setitimer函数，设置一个ITIMER_REAL类型的定时器，每隔1秒触发一次SIGALRM信号，在信号处理函数中输出提示信息。