我需要在嵌入式 Linux 的 C 代码中使用非单次计时器（例如 Qt 库中的 QTimer）（不是单次计时器，我的意思是无限期触发一次 x 秒直到“停止计时器”）被调用，而不是只触发一次或在代码计数时阻塞代码）。
我可以使用的一些库确实使用信号处理程序实现了这样的计时器，但我想避免使用这样的系统 (I learned that is not the best solution)。我知道我可以通过在完成后重新启动计时器（再次调用它）来模拟我想要的单次计时器，这是一个可以接受的解决方案（实际上我谈到的库就是这样工作的），但我不知道如何在触发计时器之前，在不阻塞运行代码的情况下实现这一点。
还有一件事：我需要能够实现的不仅仅是其中之一（这就是信号处理程序不再是可行的解决方案 AFAIK 的地方）。
那么我怎么能做这样的解决方案呢？ Qt 的 QTimer 提供的功能越接近越好！
【问题讨论】：
如果您确实需要以不同的时间间隔/时间进行未指定数量的触发器，那么根据我的经验，专用计时器线程（如 nneonneo 在另一个答案中所述）的陷阱数量最少。
计时器是一种有限的资源（可用的计时器数量是可配置的，并且因系统而异，因此您不能做出任何笼统的陈述，例如 “我确定我的目的已经足够了” )。
除非使用SA_RESTART标志，否则信号中断阻塞系统调用；即便如此，也有一些例外（请参阅man 7 signal，信号处理程序中断系统调用和库函数一章了解详细信息）。
一个专用的计时器线程围绕两个组件构建：
保存所有计时器事件的队列、列表、树或堆
典型的实现只需要知道 next 事件何时发生，因此min-heap 或priority queue 工作得很好。我发现最小堆实现起来简单且健壮，并且足够高效（插入和删除的时间复杂度O(log N)）；使用事件的绝对时间（在 Linux 中使用 CLOCK_MONOTONIC）作为键。
请注意，如果您将计时器事件用作超时，您还需要确保取消事件是有效的。在正常操作中，超时很少见，因此像 Web 服务器这样的东西可能会取消它设置的几乎所有超时，而实际上不会触发任何超时。
一个线程等待下一个事件，或者另一个线程插入一个新的计时器事件
就个人而言，我使用一个数组来保存事件的最小堆，由pthread_mutex_t 保护，并使用pthread_cond_t 让其他线程在添加新事件后发出信号。然后，使用pthread_cond_timedwait() 等待/休眠指定时间或直到线程通知新事件（以较早发生者为准）是一件简单的事情。
当下一个事件发生时 -- 请注意，由于日程安排，您可能会发现不止一个单独的事件发生，因此您可能根本不想睡觉（但您可能仍会检查是否添加了新事件） -- ，您执行该事件。如果事件是周期性的，您也将它重新插入到堆/队列中，为下一次做好准备。
选择如何 事件是非常重要的，也是唯一真正棘手的地方。你可以使用标志——在实践中从零切换到非零是安全的，即使更改不是原子的，只要你不依赖任何特定的非零值——；您可以使条件变量发出信号或广播；您可以发布信号量；您可以在特定线程中引发特定信号（即使是空的信号处理程序也会导致阻塞 I/O 调用中断，如果在没有 SA_RESTART 标志的情况下安装了处理程序；我已经非常成功地将其用作 I/O 超时);如果使用 GCC（或 Intel CC、Pathscale 或 Portland Group C 编译器），您甚至可以使用 __atomic 或 __sync 以原子方式修改值；等等。
如果您需要调用特定的函数，我建议使用单独的线程（或者，如果应用程序/程序/游戏中的大部分工作都在这些计时器事件中完成，则使用线程池）来执行事件。这使计时器线程保持简单和精确，同时轻松控制所有资源使用。工作线程或线程池应该有一个由互斥锁和条件变量保护的事件的 FIFO 队列，以便计时器线程可以将每个事件添加到队列中，然后在条件变量上发出信号以通知（下一个）工作线程该工作是可用的。
确实，在我使用其他事件操作模型的几个例子中，我现在相信函数工作者模型会更容易。尤其是如果你让工作函数接受一个由调用者定义的指针（指向一个结构），这样它们都具有相同的签名，这个接口就变得非常容易实现，而且非常强大和通用。
计时器线程加工作线程方法有一个缺点，那就是（最小）增加的延迟。工作线程不会在指定的时间在得到工作，而是在不久之后。但是，如果您让工作线程获取当前时间，与（未调整的）目标时间进行比较，并将其用作统计信息以在目标时间之前相应地触发事件，您通常可以解决此问题。 （我还没有验证，但我相信 Qt 和 GTK+ 工具包确实会以相似的方式持续估计这种延迟。）
问题？
【讨论】：
您有多种选择，除了标准 C 和 POSIX 库之外，没有一种需要任何库。
timer_create 和朋友们。这些具有基于sigev 的灵活通知方案，它允许您指定您想要通知的方式（向特定线程发出信号、创建新线程或任意信号）。通过指定信号发送到特定线程，您可以将该线程设置为准备好接收异步信号，并使用sig_atomic_t 发出信号将由线程完成。最有趣的通知选项是创建一个全新的线程，但请注意，如果计时器频繁触发，这可能会变得很昂贵。timerfd API，例如timerfd_create。这些创建计时器，您可以使用poll 或epoll 进行轮询，使您能够将计时器添加到低级事件循环，并以完全线程安全和信号安全的方式对其进行操作。李>
alarm。这使用 SIGALRM 异步信号，因此您需要再次使用 sig_atomic_t 和信号处理线程来处理计时器。select、poll 或 nanosleep 在专用计时器线程上：这是 QTimer 通常在幕后所做的。您只需创建一个专用计时器线程并让该线程反复休眠。为了使计时器按计划进行，您可以根据每个处理周期的长度调整睡眠时间。最后一个选项是最便携的，但基本上也是最多工作的（因为您自己实现了计时器）。结果是您可以完全自定义“计时器”，因为您是在睡眠原语之上实现它。
【讨论】：