一、Linux系统对时间的处理
在Linux系统中,时间的处理有两种方式:系统时钟和挂钟。系统时钟的时间是由系统硬件时钟提供的,而挂钟的时间是由计算机CPU提供的。
在Linux内核中,一般使用系统时钟来计算时间。系统时钟一般使用TSC(timestamp counter)寄存器,它会随着CPU的时钟进行自增,具有精确性和高速性。但是由于TSC寄存器在不同的CPU上的速度可能不同,所以可能会导致时间计算误差。因此,为了解决这个问题,内核在启动时会校准TSC寄存器,并在整个系统运行过程中对其进行实时校准。
二、常见的延时方法
在Linux系统中,有多种延时方法可以使用。下面介绍三种常见的方法:
1. sleep()
sleep函数会让当前进程睡眠一段时间,在时间到达之后再继续执行。该函数的延时精度比较差,其最小延时单位是秒。
#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { printf("start\n"); sleep(1); printf("end\n"); return 0; }
2. usleep()
usleep函数也是让进程睡眠一段时间,但是它的最小延时单位是微秒。它比sleep函数精度更高,但是依然不够精确。
#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { printf("start\n"); usleep(1000); // 1毫秒 printf("end\n"); return 0; }
3. clock_nanosleep()
clock_nanosleep函数可以在纳秒级别进行精确延时。需要注意的是,该函数只适用于Linux 2.6.28及以上版本的内核。
#include <stdio.h> #include <time.h> int main() { printf("start\n"); struct timespec ts, tr; ts.tv_sec = 0; ts.tv_nsec = 1000000; // 1毫秒 clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, 0, &ts, &tr); printf("end\n"); return 0; }
三、精确毫秒级延时实现
针对上述延时方法的不足,我们可以使用更加精确的方法来实现毫秒级延时。下面介绍两种方法:
1. 使用select函数
在Linux中,可以使用select函数来实现精确毫秒级延时。可以使用一个空的fd_set来进行阻塞。如果超时时间到达,select函数就会返回。
#include <stdio.h> #include <sys/select.h> #include <sys/time.h> int main() { printf("start\n"); struct timeval tv; tv.tv_sec = 0; tv.tv_usec = 1000000; // 1毫秒 fd_set rfds; FD_ZERO(&rfds); select(0, NULL, NULL, &rfds, &tv); printf("end\n"); return 0; }
2. 使用nanosleep函数
nanosleep函数可以在纳秒级别进行精确延时。该函数的时间参数是一个结构体,可以设置秒和纳秒的值。下面是使用nanosleep实现精确毫秒级延时的代码:
#include <stdio.h> #include <time.h> int main() { printf("start\n"); struct timespec ts; ts.tv_sec = 0; ts.tv_nsec = 1000000; // 1毫秒 nanosleep(&ts, NULL); printf("end\n"); return 0; }
四、总结
本文介绍了Linux系统对时间的处理方式以及常见的延时方法。根据需要,我们可以选择使用不同的延时方法。当需要精确毫秒级延时时,建议使用select函数或nanosleep函数来实现。