「Linux下多线程定时器」：实现高效任务调度的解决方案 (linux下多线程定时器)
Linux下多线程定时器：实现高效任务调度的解决方案
在多线程编程的应用场景中，定时器是非常重要的工具之一。它可以用于定期执行任务，或者在指定时间后触发某个事件。在Linux系统中，多线程定时器也是一个非常常见的实现方式。本文将详细介绍Linux下多线程定时器的实现原理和优点，以及如何使用它来实现高效的任务调度。
一、多线程定时器的原理
在Linux系统中，多线程定时器是通过定时器文件描述符实现的。通过使用timerfd_create系统调用可以创建一个定时器文件描述符，该描述符可以被设置为定时触发事件。当该定时器事件发生时，就会向该文件描述符写入一个特定的值，以通知程序触发了定时器事件。
多线程定时器的工作原理可以描述如下：
1. 使用timerfd_create创建一个定时器文件描述符，并设置其触发时间和触发间隔。
2. 使用epoll监听该文件描述符。
3. 当该文件描述符可读时，说明定时器事件发生，此时可以进行具体的任务处理。
4. 在处理完任务后重置定时器事件，以继续执行下一次定时器事件。
通过上述步骤，就可以完成多线程定时器的实现。
二、多线程定时器的优点
相比于传统的单线程定时器，多线程定时器有以下优点：
1. 可以避免定时器事件对程序执行的影响。在传统的单线程定时器中，定时器事件会阻塞主线程的执行，影响程序的响应速度。而在多线程定时器中，可以将定时器事件处理代码放在另一个线程中执行，避免对主线程的影响。
2. 可以提高程序的响应速度。由于多线程定时器可以让程序在等待定时器事件的同时继续执行其他任务，因此可以提高程序的并发性和响应速度。
3. 可以更加灵活地控制定时器事件。在多线程定时器中，可以动态调整定时器事件的触发时间和触发间隔，从而更加灵活地控制任务的执行情况。
三、多线程定时器的使用
在使用多线程定时器时，我们需要考虑以下几个方面：
1. 创建定时器文件描述符。可以使用timerfd_create系统调用创建一个定时器文件描述符，并设置其触发时间和触发间隔。
2. 监听定时器文件描述符。可以使用epoll系统调用监听该文件描述符，并设置其可读事件的回调函数。
3. 在定时器事件触发时执行任务。可以使用一个单独的线程执行定时器事件的处理代码，并在处理完任务后重置定时器以继续执行下一次任务。
4. 动态调整定时器事件。可以使用timerfd_settime系统调用动态调整定时器事件的触发时间和触发间隔。
下面是一个简单的多线程定时器的使用示例：
“`
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX_EVENTS 10
int mn() {
int epoll_fd, timer_fd, n;
struct epoll_event ev, events[MAX_EVENTS];
uint64_t exp, i;
// 创建定时器文件描述符
timer_fd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0);
if(timer_fd == -1) {
perror(“timerfd_create”);
exit(EXIT_FLURE);
}
// 设置定时器事件的触发时间和触发间隔
struct itimerspec ts;
ts.it_interval.tv_sec = 1;
ts.it_interval.tv_nsec = 0;
ts.it_value.tv_sec = 1;
ts.it_value.tv_nsec = 0;
if(timerfd_settime(timer_fd, 0, &ts, NULL) == -1) {
perror(“timerfd_settime”);
exit(EXIT_FLURE);
}
// 创建epoll实例并监听定时器文件描述符
epoll_fd = epoll_create1(0);
if(epoll_fd == -1) {
perror(“epoll_create1”);
exit(EXIT_FLURE);
}
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = timer_fd;
if(epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, timer_fd, &ev) == -1) {
perror(“epoll_ctl: timerfd”);
exit(EXIT_FLURE);
}
// 创建任务处理线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, handle_timer_event, timer_fd);
// 等待定时器事件的触发
while(1) {
n = epoll_wt(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);
if(n == -1) {
perror(“epoll_wt”);
exit(EXIT_FLURE);
}
for(i = 0; i
if(events[i].data.fd == timer_fd) {
// 读取定时器事件
if(read(timer_fd, &exp, sizeof(uint64_t)) == -1) {
perror(“read: timerfd”);
exit(EXIT_FLURE);
}
}
}
}
return 0;
}
void* handle_timer_event(void* arg) {
int timer_fd = (int)arg;
while(1) {
// 处理定时器事件的逻辑
printf(“timer event occurred\n”);
sleep(1);
}
return NULL;
}
“`
上述代码中，我们首先通过timerfd_create创建了一个定时器文件描述符，并设置其1秒后触发事件，之后使用epoll实例监听该文件描述符，并在定时器事件触发时执行handle_timer_event函数中的代码。在handle_timer_event函数中，我们可以处理具体的定时器事件。
相关问题拓展阅读：
linux下C语言定时器(求高人指点)
可以用alarm信号做：
alarm（设置信号传送闹钟）
相关函数 signal，sleep
表头文件 #include
定义函数 unsigned int alarm(unsigned int seconds);
函数说明 alarm()用来设置信号SIGALRM在经旅庆携过参数seconds指定的秒数后传送给目前的进程。如果参数seconds 为0，差李则之前设置的闹钟会被取消，并将剩下的时间返回。
返回值返回之前闹钟的剩余秒数，如果之前未设闹钟则返回0。
#include
#include
void handler() {
//这里读跳变次数
}
main()
{
int i;
signal(SIGALRM,handler);//这里设置时钟信号的响应函数
alarm(1); //这里设置每一秒钟拆伏发送一个时钟信号
}
Linux设置定时任务
《使用PSSH批量管理Linux》 一文中，已经学习了使用p
.sh
批量管理linux的技巧。而很多时候，我们需要定时执行一些任务，或者需要定时执行一些批量任务。因此，本文就来研究一下linux设置定时任务的方法。
主要参考 Linux Crontab 定时任务 、 Linux定时任务Crontab命令详解 和 Linux 定时任务详解 。
cron（crond）是linux下用来周期性的执行某种任务或等待处理某些事件的一个守护进程。
linux系统
上面原本就有非常多的计划性工作，因此这个系统服务是默认启动的。crond进程每分钟会定期检查是否有要执行的任务，如果有要执行的任务，则自动执行该任务。另外，由于使用者自己也可以设置计划任务，所以，linux系统做裂也提供了使用者控制计划任务的命令：crontab命令。
crontab命令是cron table的简写，它是cron的配置文件，也可以叫它作业列表，我们可以在以下文件夹内找到相关配置文件。
linux下的任务调度分为两类，系统任务调度和用户任务调度。
系统任务调度：系统周期性所要执行的工作，比如写缓存数据到硬盘、日志清理等。 /etc/crontab 文件就是系统任务调度的配置文件。
用户任务调度：用户定期要执行的工作，比如用户数据备份、定时邮件提醒等。用户可以使用 crontab 工具来定制自己的计划任务。所有用户定义的crontab文件都被保存在 /var/spool/cron/crontabs/ 目录中，其文件名与用户名一致。
假设我们使用的是Ubuntu14.04.5 Server版，查看 /etc/crontab ，内容为：
之一行SHELL变量指定了系统要使用哪个shell；第二行PATH变量指定了系统执行 命令的路径。
接下来的命令格式为：
m h dom mon dow user command
英文全拼为：
minute hour day month week user commond
注意， /var/spool/cron 目录中的用户调度任务，没有user一项，因为文件名已经代表了user。
在以上各个字段中，还可以使用以下
特殊字符
：
crontab命令格式为：
crontab
设置定时任务和时间紧密相关，如果服务器的时区时间设置和本地不同，就不能保证计划任务帆胡宴的正确执行。所以使用crontab的之一步，是调节好服务器的时间。
下面参考 Ubuntu 16.04将系统时间写入到硬件时间BIOS ，对服务器时间进行调节。
时间是有时区的，无论硬态银件时间还是操作系统时间。hwclock的时区在/etc/default/rcS文件中设置，里面有一个参数UTC，默认值为yes，表示使用UTC时区，如果设置为no，那表示使用osclock的时区。建议hwclock与osclock设置相同的时区，也就是no。
1、查看服务器硬件时间
sudo hwclock -r ，看到的时间格式为： Wed 23 May:02:17 AM HKT -0.seconds
2、查看服务器系统时间
date ，看到的时间格式为： Wed May 23 11:02:41 HKT 2023
3、设置hwclock和osclock时区相同
sudo vim /etc/default/rcS ，找到：
修改为：
4、将系统时间写入硬件时间
sudo hwclock -w
5、修改系统时区
osclock的时区配置文件为/etc/timezone，不建议直接修改配置文件。
如果你想修改为CST时间，那么执行 sudo tzselect 命令时，选择Asia->China->Beijing Time即可，这时会提示使用Asia/Shanghai时区。（ubuntu和centos通用）
6、设置即刻生效
执行 date ，发现时区没有变化，依然是HKT。
sudo cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
sudo ntpdate time.windows.com
如果执行ntpdate报错：ntpdate: no server suitable for synchronization found ，那么就换一个时间同步工具。
sudo apt-get install rdate
sudo rdate -s time-b.nist.gov
再次执行 date ，发现时区已经变成了CST。
7、硬件时间同步
sudo hwclock -r ，发现硬件时间落后。
sudo hwclock -w ，再次把系统时间写入硬件时间，同步完成。
实例1：每分钟、每小时、每天、每周、每月、每年执行
实例2：每小时的第3和第15分钟执行
3,15 * * * * myCommand
实例3：在上午8点到11点的第3和第15分钟执行
3,* * * myCommand
实例4：每隔两天的上午8点到11点的第3和第15分钟执行
3,*/2 * * myCommand
实例5：每周一上午8点到11点的第3和第15分钟执行
3,* * 1 myCommand
实例6：每晚的21:30重启b
* * * /etc/init.d/b restart
实例7：每月1、10、22日的4 : 45重启b
,10,22 * * /etc/init.d/b restart
实例8：每周六、周日的1 : 10重启b
* * 6,0 /etc/init.d/b restart
实例9：每天18 : 00至23 : 00之间每隔30分钟重启b
0,* * * /etc/init.d/b restart
实例10：每星期六的晚上11 : 00 pm重启b
* * 6 /etc/init.d/b restart
实例11：每一小时重启b
0 * * * * /etc/init.d/b restart
实例12：晚上11点到早上7点之间，每隔一小时重启b
/1 * * * /etc/init.d/b restart
实例13：每月的4号与每周一到周三的11点重启b
* mon-wed /etc/init.d/b restart
实例14：一月一号的4点重启b
jan * /etc/init.d/b restart
实例15：每小时执行/etc/cron.hourly目录内的脚本
* * * * root run-parts /etc/cron.hourly
run-parts这个参数了，如果去掉这个参数的话，后面就可以写要运行的某个脚本名，而不是目录名了。
目标：每分钟查看一下ganglia的状态，并保存到/tmp/log/ganglia目录。
1、创建/tmp/log/ganglia目录
sudo mkdir -p /tmp/log/ganglia
sudo chmod a+w /tmp/log/ganglia
2、编辑crontab
crontab -e ，选择编辑器为vim
3、在crontab文件中添加一行
4、查看crontab任务
crontab -l ，看到任务已经添加成功。
5、等待了五分钟，发现/tmp/log/ganglia目录下啥也没有。
sudo service cron status ，状态正常。
sudo /etc/init.d/cron restart ，重启cron试试。
又等待了五分钟，发现/tmp/log/ganglia目录下依然空空。
莫非是因为pssh没有使用绝对路径？ whereis pssh ，找到pssh路径为 /usr/lib/pssh ，修改crontab为：
然而，并没有用。
还是查看下crontab日志吧！
以下主要参考 Ubuntu下用crontab 部署定时任务 。
1、编辑50-default.conf
sudo vim /etc/rsyslog.d/50-default.conf
2、把cron前的
井号
去掉，也就是修改为：
3、重启rsyslog服务
sudo service rsyslog restart
4、重启crontab服务
sudo service cron restart
5、查看crontab日志
less /var/log/cron.log
果然发现了问题：
也就是说，命令确实按时执行了，只不过没有执行完，被
百分号
截断了，导致log文件没有正常生成！
修改crontab为：
终于，log文件成功生成，nice！但是，文件内容是空的！因为， /usr/lib/pssh 是一个目录，不是pssh命令！真正的pssh命令是parallel-ssh，找到它的位置为 /usr/bin/parallel-ssh ，修改crontab：
至此，问题圆满解决。
实际使用的时候，一天获取一次ganglia的状态就够了，所以crontab改成：
以上，每天执行一次定时任务，抓取ganglia的运行状态保存到日志文件中。紧接着，我们的目标是使用脚本检查当天的日志文件，如果发现ganglia运行异常，则产生一个错误日志。
1、假设日志文件ganglia.log的内容为：
2、参考 grep命令最经常使用的功能总结 ，编写脚本checkganglia.sh
3、执行
chmod a+x checkganglia.sh
./checkganglia.sh
如果所有客户机的ganglia运行正常，就会输出All services are runing!。如果有的客户机ganglia进程不存在，则会在/tmp/log/ganglia/目录下生成当天的错误日志。
4、设置定时运行
因为日志的检查工作要在日志生成之后，所以时间上延后十分钟。
上面的脚本，还有很多要改进的地方。比如有的客户机宕机了，上面的脚本检查不出来。比如有的客户机ganglia服务没有启动，那么具体是哪几台？针对这两个问题，下面进行改进。假设已经知道客户机的数量为10。
参考 csplit命令 ，checkganglia.sh脚本修改为：
以上脚本，实现了当客户机数量不为10的时候，进行报错；当客户机ganglia服务没有启动时，进行报错，并且筛选出所有没有启动ganglia的客户机。
本文中，我们先学习了crontab的基础知识和基本用法。然后通过监控ganglia这一个应用场景来具体学习crontab的详细使用方法，包括查看cron日志的方法，crontab中命令转义的方法，定时执行脚本的方法，以及审阅日志脚本的编写和进阶。
关于linux下多线程定时器的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
