【C/C++ 造轮子】Linux异步计时器:深入探讨和应用 (Linux Asynchronous Timers: An In-depth Exploration and Application)

简介: 【C/C++ 造轮子】Linux异步计时器:深入探讨和应用 (Linux Asynchronous Timers: An In-depth Exploration and Application)

1. 引言 (Introduction)

在我们的日常生活中,时间是无处不在的。无论是烹饪、锻炼、还是编程,计时都是一个关键的元素。特别是在计算机领域,异步计时为我们提供了一种方法,使得在等待某个事件发生时,程序仍然可以继续执行其他任务。例如,想象一下你正在下载一个大文件,但你仍然可以浏览网页或听音乐,而不需要等待下载完成。这是异步编程的魅力。

同样,正如Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中所说:“C++的真正力量并不仅仅在于它可以做什么,而是在于它如何做”。在C++中,我们有多种方法可以实现异步计时,而Linux为我们提供了丰富的工具和接口来帮助我们实现这一目标。

1.1 为什么我们需要异步计时器?

在计算机编程中,我们经常需要在特定的时间或经过特定的时间间隔后执行某些任务。这可能是为了轮询某个资源、延迟执行、定期触发某个事件,等等。在这些情况下,异步计时器允许我们设置一个未来的时间点或一个定期的时间间隔,到达那个时间点时,它会触发一个事件或执行一个任务,而不会阻塞程序的其他部分。

这种方法的好处是显而易见的。它允许程序继续运行,而不是简单地等待。这种能力尤其对于需要响应用户输入或处理其他并发任务的程序来说是至关重要的。

1.2 Linux中的计时器概览

Linux为开发者提供了多种计时器选项,从低级的硬件定时器到高级的用户空间库。例如,timerfd_createtimer_create是两种常用的Linux系统调用,用于创建和管理定时器。

在GCC源码中,这些系统调用的具体实现通常位于sysdeps/unix/sysv/linux目录下。例如,timerfd_create可能在timerfd.c文件中实现,而timer_create可能在timer_create.c文件中实现。这些文件详细描述了如何与Linux内核交互,创建和管理定时器。

但是,为了真正理解这些工具如何工作,我们需要深入研究Linux的时间源和计时机制。

2. Linux的时间源 (Time Sources in Linux)

在探索Linux的计时器之前,我们首先需要了解其背后的时间源。时间源是操作系统内部用于追踪和报告时间的机制。在Linux中,有多种时间源,但最常用的是CLOCK_REALTIMECLOCK_MONOTONIC

2.1 CLOCK_REALTIME vs. CLOCK_MONOTONIC

每当我们谈论时间,通常指的是挂在墙上的时钟时间,或者我们手表上的时间。这是CLOCK_REALTIME所代表的。但这个时间源的问题在于,它是可变的。管理员或网络时间协议(NTP)可以更改它,导致时间突然跳跃或回退。

相反,CLOCK_MONOTONIC代表了自系统启动以来的连续、不可逆时间。它不受系统时间更改的影响,因此为应用程序提供了一个更可靠的时间度量。

以下是一个对两者的简单对比:

特点 CLOCK_REALTIME CLOCK_MONOTONIC
基本描述 系统当前时间 自系统启动以来的连续时间
是否受系统时间变化影响
适用场景 当需要真实的日期和时间时 需要不受外部因素影响的时间度量时

为了揭示它们之间的差异,让我们考虑一个简单的例子。假设你正在烹饪,并设置了一个10分钟的定时器。如果你使用CLOCK_REALTIME,并且在此期间系统时间被更改,那么你的食物可能会烹饪得太久或太短。但是,使用CLOCK_MONOTONIC,你的定时器将始终在10分钟后触发,不受任何外部干扰。

2.2 为什么CLOCK_MONOTONIC不受系统时间影响?

每个操作系统都有一个内部的时钟机制,通常基于硬件定时器的中断。这意味着,即使系统时间被修改,这个内部时钟还是会稳定地前进。正如古老的沙漏,不论外部环境如何变化,沙子都会按预定的速度从上到下流动。这种内在的、不受干扰的时间流逝是CLOCK_MONOTONIC所基于的。

在GCC源码中,你可以查看sysdeps/unix/clock_gettime.c文件,其中描述了clock_gettime函数如何根据选择的时间源来获取时间。该文件为不同的时间源提供了不同的实现逻辑,并详细描述了如何与内核交互以获取所需的时间信息。

2.3 常用系统调用的时间源分析

在Linux中,各种系统调用和库函数可能依赖不同的时间源。为了更清晰地理解这些差异,以下是一个表格,展示了常用的一些系统调用和它们通常所依赖的时间源:

系统调用/函数 常用时间源 描述
usleep CLOCK_REALTIME usleep函数会导致调用线程休眠指定的微秒数。由于其底层可能使用nanosleep,它可能受到系统时间的影响。
select CLOCK_REALTIME select通常用于I/O多路复用,并提供了一个可选的超时参数。这个超时受到系统时间的影响。
pthread_cond_timedwait CLOCK_REALTIME or CLOCK_MONOTONIC 这是一个条件变量的等待函数,可以指定一个超时时间。在某些实现中,可以通过设置属性选择使用CLOCK_MONOTONIC
sem_timedwait CLOCK_REALTIME 这是一个信号量的等待函数,可以指定一个超时时间。它通常依赖于CLOCK_REALTIME
timerfd_create User’s choice (e.g., CLOCK_MONOTONIC) timerfd_create允许用户选择时间源。这意味着它可以配置为不受系统时间更改的影响,例如使用CLOCK_MONOTONIC

需要注意的是,这些系统调用和函数的实现可能因Linux的版本和具体的libc版本而异。为了确定它们的确切行为和依赖关系,你可以参考相应的man页面或直接查看源代码。

在GCC源码中,例如,你可以查看sysdeps/unix/sysv/linux/select.c来了解select的具体实现,或sysdeps/unix/sysv/linux/usleep.c来了解usleep的实现。这些文件通常会为你提供深入的细节和背景信息,帮助你理解它们的行为和依赖。

这种对时间的不同处理方式反映了不同的设计考虑和权衡。一些函数,如select,可能最初设计为响应实际的墙上时间,而不是连续的内部时间。而其他函数,如timerfd_create,则提供了更多的灵活性,允许程序员选择最适合其需求的时间源。

3. 基于timerfd的异步计时器 (Asynchronous Timers using timerfd)

在编程的世界中,时间是一种无处不在的资源。无论是完成一个任务、响应一个请求还是执行一段代码,我们都希望它能在一个精确的时间点或时间段完成。Linux为我们提供了一个强大的工具来满足这一需求:timerfd

3.1 创建和配置timerfd

正如Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中所说:“编写清晰、正确和高效的代码是艺术”。使用timerfd创建和配置定时器是这种艺术的一个例子。

#include <sys/timerfd.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    int fd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0);
    if (fd == -1) {
        // Handle error
    }
    // 配置定时器
    struct itimerspec new_value;
    new_value.it_value.tv_sec = 2;  // 初始到期时间为2秒后
    new_value.it_value.tv_nsec = 0;
    new_value.it_interval.tv_sec = 2;  // 定时器到期后,每2秒再次到期
    new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
    timerfd_settime(fd, 0, &new_value, NULL);
}

上述代码首先使用timerfd_create创建一个新的定时器,然后使用timerfd_settime设定其到期时间和间隔。

Function Description (中文描述) Description (English)
timerfd_create 创建一个新的定时器文件描述符 Creates a new timer file descriptor
timerfd_settime 设定定时器的到期时间和间隔 Sets the expiration time and interval of the timer

3.2 如何使用select, pollepoll监听timerfd

timerfd本身只是一个文件描述符。为了知道定时器何时到期,我们需要使用某种机制来监听它。这就是select, pollepoll的用歪。

考虑以下代码,它展示了如何使用poll来监听timerfd的到期:

#include <poll.h>
//... previous code ...
struct pollfd pfd;
pfd.fd = fd;
pfd.events = POLLIN;
int ret = poll(&pfd, 1, -1);
if (ret > 0 && (pfd.revents & POLLIN)) {
    uint64_t expirations;
    read(fd, &expirations, sizeof(expirations));
    // Timer has expired
}

当定时器到期时,可以从timerfd读取数据。这通常是一个64位的整数,表示定时器到期的次数。

3.3 timerfd的深度探索

timerfd的背后,Linux采用了一种巧妙的设计。这种设计结合了文件描述符的概念和时间的概念,使我们能够像操作文件一样操作时间。

正如William James所说:“我们必须做的,然后是感觉的,然后是知道的。这是我们向前的三个步骤。”对于timerfd的理解也是如此。首先,我们通过实践来使用它,然后我们深入感受它的工作原理,最后,我们深入其内部,真正理解其背后的设计和原理。

3.3.1 源码展示

让我们来看一下timerfd的一部分源码。在Linux源码中的fs/timerfd.c文件中,我们可以找到以下的代码片段:

// ... some code above ...
SYSCALL_DEFINE3(timerfd_settime, int, ufd, int, flags,
    const struct itimerspec __user *, utmr)
{
    //... function implementation ...
}

这是timerfd_settime的系统调用定义,它用于设置timerfd的到期时间。

3.3.2 源码分析

timerfd_settime函数接收三个参数: 文件描述符、标志和指向itimerspec结构的指针。这个结构定义了定时器的初始到期时间和之后的重复间隔。

函数的主体部分处理了与时间相关的各种细节,确保定时器的行为符合预期。当你调用这个函数时,内核会更新与文件描述符关联的内部数据结构,以反映新的到期时间和间隔。

3.3.3 timerfd的优雅之处

从设计的角度来看,timerfd真正体现了Linux内核的哲学:一切皆文件 (Everything is a File)。这个设计使得定时器的操作变得简单和直观。考虑这样一个事实:在Linux中,无论是套接字、设备还是普通文件,都可以通过文件描述符来表示和操作。timerfd也不例外。

通过将定时器映射到一个文件描述符,timerfd允许开发者使用熟悉的文件I/O函数(如readwrite)来互动。这种统一性不仅降低了学习曲线,而且提供了一种高效、一致的方法来处理各种I/O事件,包括时间。

考虑到这一点,我们可以说,timerfd的设计与大自然的流动性相似,它自然而然地融入了Linux的生态系统中,没有任何违和感。正如某位哲学家所说:“最伟大的设计往往是最简单的。”

3.4 timerfd的应用案例 (Use Cases of timerfd)

timerfd的通用性和灵活性使其在多种场景中都很有用。以下是一些常见的应用案例:

  1. 事件循环: 在现代的异步应用程序中,事件循环是常见的设计模式。timerfd可以轻松地与epoll或其他事件通知机制结合,使你能够在同一个循环中处理I/O事件和时间事件。
  2. 延迟任务: 如果你希望在某段时间后执行一个任务,timerfd是一个理想的工具。只需设置定时器的到期时间,然后等待它到期。
  3. 固定频率的任务: 例如,如果你正在开发一个需要每秒钟检查一次的健康检查系统,timerfd的重复间隔功能可以帮助你轻松实现。

考虑以下代码示例,它展示了如何使用timerfd在事件循环中处理多个事件:

#include <sys/epoll.h>
#include <sys/timerfd.h>
int main() {
    int efd = epoll_create1(0);
    int tfd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0);
    // ... Set the timer ...
    struct epoll_event ev;
    ev.events = EPOLLIN;
    ev.data.fd = tfd;
    epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, tfd, &ev);
    while (true) {
        struct epoll_event events[10];
        int nfds = epoll_wait(efd, events, 10, -1);
        for (int n = 0; n < nfds; ++n) {
            if (events[n].data.fd == tfd) {
                uint64_t expirations;
                read(tfd, &expirations, sizeof(expirations));
                // Handle the timer expiration
            }
            // ... Handle other events ...
        }
    }
}

这个代码创建了一个epoll事件循环和一个timerfd定时器。当定时器到期时,事件循环会得到通知,然后可以处理到期事件。

总之,timerfd提供了一个强大且灵活的方式来在Linux应用程序中处理时间。正如Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中所说:“C++是一个多范式的编程语言,旨在提供多种解决问题的方法。”同样,Linux为处理时间提供了多种机制,而timerfd是其中之一,它结合了简单性、通用性和强大的功能。

4. 基于信号的异步计时器 (Signal-based Asynchronous Timers)

4.1 引言 (Introduction)

在计算机的世界里,信号是一个古老而强大的通信机制。信号为进程之间提供了一种简单的通信方式,就像生活中的一声呼喊或一个手势。正如Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中所说:“简单性往往伴随着强大的功能”。信号正是这样的例子。然而,在生活中,一声呼喊可能因为距离太远而被忽略,信号也有其局限性。

4.2 信号的基本概念 (Basics of Signals)

信号(Signals)是UNIX、Linux和其他POSIX-compliant systems中用于进程间通信的一种机制。它们是异步的,意味着发送信号的进程不会等待接收进程处理该信号。它们常用于通知进程某事件已经发生。

信号名称 (Signal Name) 描述 (Description) 常见用途 (Common Usage)
SIGUSR1 用户定义的信号1 (User-defined signal 1) 可以用于任何目的
SIGALRM 闹钟信号 (Alarm signal) 定时器到期

4.3 使用timer_create创建定时器 (Creating Timers with timer_create)

在Linux中,timer_create函数允许我们创建一个定时器,该定时器在到期时发送一个信号。下面是一个简单的示例,展示如何使用它:

#include <signal.h>
#include <time.h>
void signal_handler(int signo) {
    if (signo == SIGUSR1) {
        // 处理定时器到期事件 (Handle timer expiration event)
    }
}
int main() {
    // 设置信号处理函数 (Set the signal handler)
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = signal_handler;
    sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);
    // 创建定时器 (Create the timer)
    timer_t timerId;
    struct sigevent sev;
    sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
    sev.sigev_signo = SIGUSR1;
    timer_create(CLOCK_MONOTONIC, &sev, &timerId);
    // 设置定时器的时间 (Set the timer duration)
    struct itimerspec its;
    its.it_value.tv_sec = 5;  // 5 seconds
    its.it_interval.tv_sec = 0;  // Non-recurring
    timer_settime(timerId, 0, &its, NULL);
    // 主循环 (Main loop)
    while (true) {
        // 主程序逻辑 (Main application logic)
    }
    return 0;
}

正如之前提到的,timer_create允许我们指定一个信号,当定时器到期时,这个信号将被发送。在上面的示例中,我们选择了SIGUSR1作为我们的信号,并为其设置了一个信号处理函数。

4.4 信号处理的局限性 (Limitations of Signal Handling)

尽管信号为异步通信提供了一种简单的方法,但它们也带来了一系列的挑战。其中一个挑战是信号处理函数的执行环境受到严格的限制。例如,只有一小部分的函数是在信号处理函数中是安全的。此外,信号可能会丢失或合并,这可能会导致事件丢失。

另一个挑战是信号处理的同步问题。当一个信号到达时,它可能会中断主程序的执行,这可能会导致竞态条件或数据不一致。为了避免这些问题,你需要确保信号处理函数是简单和快速的,或者使用其他同步机制来确保数据的一致性。

4.5 总结 (Conclusion)

在探索如何在Linux中实现异步计时时,我们发现信号提供了一种简单而强大的方法。然而,像生活中的许多工具一样,使用它们需要注意和细致的研究。正如Friedrich Nietzsche所说:“在深度中,我们找到了真理”。为了真正掌握信号,我们需要深入研究其工作原理和局限性,并学会如何在实际应用中正确使用它们。

5. 其他异步计时方法 (Other Methods for Asynchronous Timing)

在Linux系统中,除了timerfdtimer_create外,还有许多其他方法可以实现异步计时。这些方法的选择取决于具体的应用场景和需求。

5.1 使用clock_gettimeclock_nanosleep进行手动计时 (Manual Timing with clock_gettime and clock_nanosleep)

正如Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中所说:“直接的方法往往是最好的方法”。有时,我们只需要简单地查询时钟的当前时间并等待一个特定的时间段。在这种情况下,使用clock_gettimeclock_nanosleep可能是最直接的方法。

#include <time.h>
struct timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
// ... do something with ts ...
ts.tv_sec += 2;  // Add 2 seconds for sleep
clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME, &ts, NULL);

上述代码首先使用clock_gettime查询CLOCK_MONOTONIC的当前时间,然后增加2秒,并使用clock_nanosleep进行休眠。

优点和缺点:

优点 缺点
简单直接 可能导致主线程阻塞
适用于短时间间隔 不适用于需要高精度或长时间的任务

5.2 高分辨率计时器 (hrtimer) 概览 (An Overview of hrtimer)

高分辨率计时器是Linux内核中的一个机制,提供了微秒或纳秒级的精度。这种机制基于CLOCK_MONOTONIC,并为内核和设备驱动程序提供了一个计时器API。虽然这可能超出了大多数用户空间应用程序的需求,但了解它可以帮助我们更好地理解Linux计时器的工作原理。

正如Albert Einstein所说:“时间是相对的”。在微秒或纳秒级别,时间的测量和管理变得复杂,需要考虑CPU频率、系统中断和其他因素。

优点和缺点:

优点 缺点
高精度 主要用于内核和设备驱动程序
可以准确测量短时间间隔 在用户空间中使用可能是过度的

5.3 自定义轮询循环的可能性 (Possibilities with Custom Polling Loops)

另一种方法是创建一个自定义的轮询循环,定期检查CLOCK_MONOTONIC,并在达到指定时间时执行某些操作。这种方法更为基础和手动,但为你提供了很大的灵活性。

例如,你可以结合clock_gettime和事件驱动的机制(如epoll),在轮询循环中定期检查时间并触发事件。

优点和缺点:

优点 缺点
灵活 可能导致CPU使用率增加
可以与其他事件源结合 实现复杂度可能增加

6. 异步计时的高级策略 (Advanced Strategies for Asynchronous Timing)

在深入研究异步计时的世界时,我们不仅要理解其基础,还要探索那些可以优化我们应用程序性能和响应性的高级策略。正如Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中所说:“我们不应该害怕完美——尤其是当它是必要的时候。”

6.1 多线程中的计时 (Timing in Multithreading)

多线程为我们提供了一个并行执行代码的框架,从而允许我们在一个线程中进行计时,同时在另一个线程中执行主逻辑。

#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
void* timer_thread(void* arg) {
    sleep(2); // 模拟2秒的计时
    std::cout << "Timer expired!" << std::endl;
    return nullptr;
}
int main() {
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, nullptr, timer_thread, nullptr);
    // 主逻辑继续执行...
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << "Main logic running..." << std::endl;
        sleep(1);
    }
    pthread_join(tid, nullptr);
    return 0;
}

在这个示例中,我们创建了一个新线程timer_thread来处理定时任务,同时主线程继续执行主逻辑。这种并行性可以确保主逻辑不被阻塞。

6.2 结合timerfdepoll的异步I/O

结合timerfdepoll可以使我们在一个线程中等待多个文件描述符的事件,这种结合提供了一个非常高效的机制来处理多个I/O源,包括定时器。

代码示例如下:

#include <sys/timerfd.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <iostream>
int main() {
    int fd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0);
    int epoll_fd = epoll_create1(0);
    struct epoll_event ev;
    ev.events = EPOLLIN;
    ev.data.fd = fd;
    epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);
    // 设置定时器...
    // ...
    while (true) {
        struct epoll_event events[10];
        int nfds = epoll_wait(epoll_fd, events, 10, -1);
        
        for (int n = 0; n < nfds; ++n) {
            if (events[n].data.fd == fd) {
                // 处理定时器事件...
            }
            // 处理其他事件...
        }
    }
    return 0;
}

此策略允许我们监听多个文件描述符,无需多线程或复杂的逻辑,而是简单地在一个循环中等待事件。

6.3 利用事件循环库

库如libev、libuv和boost.asio为我们提供了一个完整的事件循环框架,其中包括异步定时器功能。这些库通常更加高级,可以处理各种I/O事件,包括网络、文件操作和定时器。

例如,使用boost.asio:

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>
int main() {
    boost::asio::io_context io;
    boost::asio::steady_timer timer(io, boost::asio::chrono::seconds(2));
    timer.async_wait([](const boost::system::error_code& /*e*/) {
        std::cout << "Timer expired!" << std::endl;
    });
    io.run();
    return 0;
}

这只是一个简单的例子,但boost.asio提供了一个完整的异步I/O框架,允许你在不同的上下文中进行复杂的操作。

设计的巧妙之处:

结合timerfdepoll的方法利用了Linux的高效事件通知机制,通过单一的接口实现了多种I/O操作的异步处理。这种设计避免了不必要的上下文切换和系统调用,从而提高了性能。


当我们思考计时的高级策略时,我们不仅要考虑如何编写代码,还要考虑为什么要这样做。正如某位伟大的思想家所说:“不是所有的时间都是相等的,一些时间片段带有更深的意义和目的。” 在我们的编程旅程中,我们应该追求那些更有深度和目的的时间片段,以创造出真正有意义的应用程序。

7. Windows异步计时器探索 (Exploring Asynchronous Timers in Windows)

在编程领域,跨平台开发是一个持续的挑战。正如我们已经讨论的Linux中的异步计时器,Windows操作系统为开发者提供了一系列的工具和技术来实现这一目标。本章将深入探讨Windows下的异步定时器机制。

7.1 Windows Timers (Windows定时器)

Windows为应用程序提供了内置的定时器功能,这些定时器是基于消息机制的。

7.1.1 使用SetTimer

SetTimer函数允许你创建一个定时器,当它到期时,系统会发送一个WM_TIMER消息到指定的窗口。这个方法是基于Windows的消息循环,因此主要用于基于窗口的应用程序。

// 创建一个定时器,每隔1000毫秒发送一次WM_TIMER消息
UINT_PTR timerID = SetTimer(hwnd, 1, 1000, NULL);
// 在窗口过程中处理WM_TIMER消息
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
    switch (uMsg) {
        case WM_TIMER:
            // 定时器到期时的处理
            break;
        // ... 其他消息处理 ...
    }
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

7.1.2 使用timeSetEvent

对于不基于窗口的应用程序,或者需要更高精度的定时器,timeSetEvent是一个好选择。这个函数允许你指定一个回调函数,当定时器到期时,该函数会被调用。

void CALLBACK TimerCallback(UINT uTimerID, UINT uMsg, DWORD_PTR dwUser, DWORD_PTR dw1, DWORD_PTR dw2) {
    // 定时器到期时的处理
}
// 创建一个定时器,每隔1000毫秒调用一次TimerCallback函数
MMRESULT timerID = timeSetEvent(1000, 0, TimerCallback, 0, TIME_PERIODIC);

7.2 线程与Sleep (Threading and Sleep)

在某些情况下,基于消息的定时器可能不适合你的应用程序。在这种情况下,你可以使用线程和Sleep函数来实现定时功能。

#include <windows.h>
DWORD WINAPI TimerThread(LPVOID lpParameter) {
    Sleep(1000);
    // 定时器到期后的操作
    return 0;
}
// 在主函数中创建一个新线程来运行定时器
HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, TimerThread, NULL, 0, NULL);

这个方法的优点是它可以在任何类型的应用程序中工作,而不仅仅是基于窗口的应用程序。

7.3 WaitableTimer对象

WaitableTimer是Windows提供的一个高级定时器对象。与其他定时器不同,你可以等待这个对象,就像等待其他同步对象(如互斥体或事件)一样。

HANDLE hTimer = CreateWaitableTimer(NULL, TRUE, NULL);
LARGE_INTEGER liDueTime;
liDueTime.QuadPart = -10000000LL; // 1 second
SetWaitableTimer(hTimer, &liDueTime, 0, NULL, NULL, 0);
WaitForSingleObject(hTimer, INFINITE);
// 定时器到期后的操作

WaitableTimer对象提供了更多的灵活性,例如设置绝对或相对时间,以及定时器的重复间隔。

7.4 使用第三方库

除了Windows提供的原生API,还有一些第三方库提供了异步定时器功能。例如,Boost.Asio库提供了一个高级的异步I/O和定时器框架,适用于多种平台,包括Windows。

结论:Windows提供了多种异步定时器机制,每种都有其优势和适用场景。选择哪种方法取决于你的需求,但无论如何,Windows都为你提供了足够的工具来完成任务。正如某位心理学家所说:“工具不会限制我们,但我们的选择可能会。”选择合适的工具,并充分利用它的功能,是成功的关键。

结语

经过前面几章的深入探讨,我们对异步计时器有了更为深入的理解。正如Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中所说:“我们不只是学习编程,我们学习如何解决问题。”在这一章中,我们将对所学知识进行总结,同时结合一些深层次的见解,使读者对异步计时器有更加全面的认识。

在现代计算中,性能和响应性是至关重要的。当我们浏览网页、播放视频或运行应用程序时,我们希望它们能够快速、流畅地运行,而不是让我们无休止地等待。这正是异步计时器的价值所在。它们允许程序在一段时间后或在特定的时间间隔中执行某些操作,而不会阻塞主逻辑。

在我们的编程学习之旅中,理解是我们迈向更高层次的重要一步。然而,掌握新技能、新理念,始终需要时间和坚持。从心理学的角度看,学习往往伴随着不断的试错和调整,这就像是我们的大脑在逐渐优化其解决问题的“算法”。

这就是为什么当我们遇到错误,我们应该将其视为学习和进步的机会,而不仅仅是困扰。通过理解和解决这些问题,我们不仅可以修复当前的代码,更可以提升我们的编程能力,防止在未来的项目中犯相同的错误。

我鼓励大家积极参与进来,不断提升自己的编程技术。无论你是初学者还是有经验的开发者,我希望我的博客能对你的学习之路有所帮助。如果你觉得这篇文章有用,不妨点击收藏,或者留下你的评论分享你的见解和经验,也欢迎你对我博客的内容提出建议和问题。每一次的点赞、评论、分享和关注都是对我的最大支持,也是对我持续分享和创作的动力。

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这篇文章详细讲解了C++函数的定义、调用、值传递、常见样式、声明、分文件编写以及函数提高的内容,包括函数默认参数、占位参数、重载等高级用法。
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3月前
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Unix Linux Ruby
在windows和linux上高效快捷地发布Dash应用
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3月前
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Linux iOS开发 开发者
跨平台开发不再难:.NET Core如何让你的应用在Windows、Linux、macOS上自如游走?
【8月更文挑战第28天】本文提供了一份详尽的.NET跨平台开发指南,涵盖.NET Core简介、环境配置、项目结构、代码编写、依赖管理、构建与测试、部署及容器化等多个方面,帮助开发者掌握关键技术与最佳实践,充分利用.NET Core实现高效、便捷的跨平台应用开发与部署。
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3月前
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存储 Linux 网络安全
【Azure App Service】.NET代码实验App Service应用中获取TLS/SSL 证书 (App Service Linux/Linux Container)
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3月前
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JavaScript Linux
【Azure App Service for Linux】NodeJS镜像应用启动失败,遇见 RangeError: Incorrect locale information provided
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