面试题：C语言中Linux定时器嵌套使用基础

Question

在Linux环境下使用C语言，简述定时器嵌套使用时，如何避免定时器之间的干扰？假设已经有一个基于`setitimer`函数的定时器，现在要嵌套另一个定时器，描述主要步骤及可能出现的问题。

Answer 1

1. 避免定时器干扰的一般原则
   • 独立的信号处理：每个定时器应关联独立的信号处理函数，防止信号处理逻辑混乱。
   • 合理的资源管理：确保定时器之间不会竞争相同的系统资源，如文件描述符等。
   • 信号屏蔽：在适当的时候屏蔽不需要的信号，避免信号打断关键操作。
2. 嵌套另一个定时器的主要步骤
   • 定义新定时器的结构体：

     struct itimerval new_timer;
     

   • 初始化新定时器的时间间隔：例如设置每秒触发一次：

     new_timer.it_interval.tv_sec = 1;
     new_timer.it_interval.tv_usec = 0;
     new_timer.it_value.tv_sec = 1;
     new_timer.it_value.tv_usec = 0;
     

   • 注册新定时器的信号处理函数：

     signal(SIGALRM, new_timer_handler);
     

   • 启动新定时器：

     setitimer(ITIMER_REAL, &new_timer, NULL);
     

3. 可能出现的问题
   • 信号竞争：如果两个定时器触发的信号处理函数同时执行，可能导致数据竞争。例如共享资源（如全局变量）被同时修改，解决办法可以使用互斥锁等同步机制。
   • 信号屏蔽不当：如果在处理一个定时器的信号时，没有正确屏蔽另一个定时器的信号，可能导致信号处理逻辑混乱。例如旧的信号处理未完成，新的信号又打断它。
   • 系统资源限制：过多的定时器可能耗尽系统资源，如信号队列等。需要注意系统对定时器数量等的限制。