PDF de programación - Gestión del tiempo en POSIX

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UPM

Gestión del tiempo

en POSIX

Juan Antonio de la Puente

DIT/UPM

Relojes en C / POSIX

Hay dos tipos de relojes

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u Reloj calendario (ANSI C)

– Proporciona valores de tiempo con resolución de 1s

u Relojes de tiempo real (POSIX)

– Se pueden definir distintos relojes
– Estándar: CLOCK_REALTIME y CLOCK_MONOTONIC
– La resolución de la representación es de 1ns
– La granularidad depende de la implementación

» como máximo 20 ms

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Reloj-calendario

typedef … time_t;
struct tm {

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[0,60] */
int tm_Sec; /* seconds since the hour
int tm_min; /* minutes since the second [0,59] */
int tm_hour; /* hours since midnight [0,23] */
int tm_mday; /* day of the month [1,31] */
int tm_ymon; /* months since January [0,11] */
int tm_year; /* year since 1900 */
int tm_day; /* days since Sunday [0.6] */
int tm_yday; /* days since January 1 [0.365]*/
int tm_isdst; /* DST flag */

}
double difftime (time_t time2,time_t time1);
time_t mktime (struct tm* tp);
time_t time (time_t* tp);

16/02/2006

Gestión del tiempo en POSIX

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Relojes de tiempo real

u El tiempo se representa mediante el tipo timespec

struct timespec {

time_t tv_sec; /* segundos */
long tv_nsec; /* nanosegundos */
}
typedef .. clockid_t

El tipo clockid_t sirve para identificar distintos relojes
– CLOCK_REALTIME y CLOCK_MONOTONIC son constantes de este

tipo

– Puede haber otros relojes

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Operaciones con relojes

u Leer la hora:

int clock_gettime (clockid_t clockid,

struct timespec *tp);

u Poner en hora

int clock_settime (clockid_t clockid,

struct timespec *tp);

– no se puede usar con CLOCK_MONOTONIC

u Resolución del reloj

int clock_getres (clockid_t clockid,

struct timespec *res);

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Retardo relativo

u La función

unsigned sleep (unsigned seconds);
suspende la hebra que la invoca durante un número
entero de segundos

u La función

int nanosleep (const struct timespec *rqtp,

struct timespec *rmtp;)

permite especificar retardos con mayor precisión
– la resolución es la de CLOCK_REALTIME)
– la duración del retardo es rqtp
– rmtp es el tiempo que queda si el retardo se interrumpe

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Retardos con relojes de tiempo real

u La función

int clock_nanosleep (clockid_t clock_id,

flags,

int
const struct timespec *rtpq,
struct timespec *rmpt);

permite especificar el reloj en que se basa el retardo
– por ejemplo, CLOCK_MONOTONIC
– si se pone TIMER_ABSTIME en flags el retardo es absoluto

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Ejemplo: tarea periódica

void periodic () {

struct timespec next, period;

if (clock_gettime (CLOCK_MONOTONIC, &next) != 0) error();
period.tv_sec
period.tv_nsec = 10.0E6; /* 10 ms */

= 0;

while (1) {

if (clock_nanosleep (CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME,

&next, 0) != 0) error();

acción periódica
next = next + period;

}

}

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Espera temporizada (1)

u La función

int pthread_cond_timedwait (pthread_cond_t *cond,
pthread_mutex_t *mutex,

const struct timespec *abstime);

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permite limitar el tiempo durante el cual se espera una
condición

u El límite es absoluto y su valor es abstime
u El reloj al que se refiere es un atributo de la condición

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Gestión del tiempo en POSIX

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Espera temporizada (2)

u Para limitar el tiempo de espera de una señal se usa

int sigtimedwait (const sigset_t *set,

siginfo_t *info,

const struct timespec *timeout);

u Aquí timeout es un intervalo de tiempo relativo, medido

con CLOCK_MONOTONIC

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Temporizadores

u Se pueden crear temporizadores asociados a relojes
u Cada temporizador se identifica mediante un valor del tipo

timer_t

u El tiempo de espera se especifica mediante un valor de

tipo itimerspec:

struct itimerspec {

struct timespec it_value; /* expiración */
struct timespec it_interval; /* período */
}

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Creación de temporizadores

u La función

int timer_create (clockid_t clock_id,

struct sigevent *evp,

timer_t *timerid);

crea un temporizador asociado al reloj clock_id
– *evp indica el tipo de notificación que se produce al expirar el

temporizador

– el identificador del temporizador se devuelve en timer_id

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Armar un temporizador

u Se usa la función

int timer_settime (timer_t timerid,

int flags,
const struct itimerspec *value,

struct itimerspec *ovalue);

– La temporización puede ser relativa o absoluta,

según el valor de flags

– El funcionamiento se repite periódicamente si

value.it_period > 0

– En *ovalue se devuelve el valor que quedaba de la temporización

anterior

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Ejemplo: tarea periódica (1)

void periodic () {

int signum; /* señal recibida */
sigset_t set; /* señales a las que se espera */
struct sigevent sig; /* información de señal */

timer_t timer;
struct itimerspec required, old;
struct timespec first, period;

sig.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
sig.sigev_signo

= SIGRTMIN;

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if (clock_gettime (CLOCK_MONOTONIC, &first) != 0) error();
first.tv_sec
period.tv_sec
period.tv_nsec = 10.0E6;
required.it_value = first;
required.it_interval = period;

= first.tv_sec + 1;
= 0;

/* 10 ms */

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Gestión del tiempo en POSIX

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Ejemplo: tarea periódica (2)

if (timer_create(CLOCK_MONOTONIC,&sig,&timer) != 0) error();
if (sigemptyset(&set) != 0) error ();
if (sigaddset(&set, SIGRTMIN) != 0) error();
if (timer_settime(timer,0, &required, &old) != 0) error ();

while (1) {

if (sigwait(&set, &signum) != 0) error();
acción periódica

}

}

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Relojes de tiempo de ejecución

u Hay un reloj de tiempo de ejecución para cada hebra

– se identifica como CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID

u También hay se puede obtener el identificador con:

int pthread_clock_getcpuclockid (pthreadt_t threadid,

clockid_t *clockid);
u Se pueden efectuar las mismas operaciones que con

cualquier reloj:

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clock_settime (CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &timespec_value);
clock_gettime (CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &timespec_value);

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Temporizadores de tiempo de ejecución

u Como los de tiempo real

timer_create (CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &event, &cputimer);
timer_settime (&cputimer, 0, &required, &old);

– Se pueden usar para detectar si una hebra sobrepasa el tiempo de

cómputo especificado

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Gestión del tiempo en POSIX

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Resumen

u POSIX contiene un repertorio completo de mecanismos

para gestionar el tiempo de ejecución

– relojes de tiempo real, reloj monótono
– retardos absolutos y relativos
– límites de tiempo en operaciones
– temporizadores de tiempo real
– relojes y temporizadores de tiempo de ejecución

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