面试题：C语言Linux定时器嵌套的性能优化

1. 实现三层定时器嵌套

在Linux系统下，可使用setitimer函数来实现定时器功能。

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

// 任务函数声明
void task1();
void task2();
void task3();

// 信号处理函数
void sig_handler(int signum) {
    switch (signum) {
        case SIGALRM:
            task1();
            break;
        default:
            break;
    }
}

void task1() {
    printf("Task 1 executed.\n");
    // 启动第二层定时器
    struct itimerval new_value;
    new_value.it_interval.tv_sec = 0;
    new_value.it_interval.tv_usec = 100000;
    new_value.it_value.tv_sec = 0;
    new_value.it_value.tv_usec = 100000;
    setitimer(ITIMER_REAL, &new_value, NULL);
    signal(SIGALRM, task2);
}

void task2() {
    printf("Task 2 executed.\n");
    // 启动第三层定时器
    struct itimerval new_value;
    new_value.it_interval.tv_sec = 0;
    new_value.it_interval.tv_usec = 200000;
    new_value.it_value.tv_sec = 0;
    new_value.it_value.tv_usec = 200000;
    setitimer(ITIMER_REAL, &new_value, NULL);
    signal(SIGALRM, task3);
}

void task3() {
    printf("Task 3 executed.\n");
}

int main() {
    // 初始化第一层定时器
    struct itimerval value;
    value.it_interval.tv_sec = 0;
    value.it_interval.tv_usec = 50000;
    value.it_value.tv_sec = 0;
    value.it_value.tv_usec = 50000;
    setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);

    signal(SIGALRM, sig_handler);

    // 防止程序退出
    while (1);

    return 0;
}

2. 优化代码以减少系统资源消耗

减少不必要的系统调用：避免在定时器处理函数中频繁调用复杂的系统调用，例如文件I/O操作等。在上述代码中，任务函数task1、task2、task3尽量保持简单，只做必要的操作。
合理设置定时器精度：根据实际需求设置定时器的精度，不要设置过高的精度导致不必要的资源浪费。例如，若应用场景对时间精度要求不高，可适当增大it_interval和it_value的时间间隔。

3. 提高定时器触发的准确性和效率

使用更精确的定时器：在Linux系统中，ITIMER_REAL是基于系统时钟的定时器，精度相对较高。若有更高精度需求，可考虑使用clock_nanosleep等函数实现更精确的定时。
避免阻塞：确保定时器处理函数执行时间尽量短，避免阻塞其他任务。如果任务较复杂，可以考虑将其拆分成多个子任务，或使用多线程/多进程来处理，保证定时器能及时响应。

关键代码片段说明：

setitimer函数用于设置定时器，ITIMER_REAL表示基于系统实时时钟。it_interval设置定时器的周期，it_value设置定时器首次触发的时间。
signal函数用于注册信号处理函数，当定时器到期触发SIGALRM信号时，相应的任务函数会被调用。

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面试题：C语言Linux定时器嵌套的性能优化

知识考点

面试题答案

1. 实现三层定时器嵌套

2. 优化代码以减少系统资源消耗

3. 提高定时器触发的准确性和效率