C语言实现多线程定时器实例讲解

1. 大致功能介绍

实现任务列表，定时器会间隔一段时间遍历列表发现要执行的任务
任务列表中的所有任务并行执行
每个任务都可以有自己的定时器，并且可以选择是否要重复执行
定义方便的任务函数实现接口
定时器可以由用户自定义何时启动和停止
提供等待功能，保证任务列表中的所有任务执行完成
提供任务列表的传参功能

2. API库介绍

void setTick(int val);

设置定时间的间隔时间tick，若设置tick为1000，且任务的定时器时间为1000，则任务会在1秒后执行，默认tick为1秒，最小tick时间为1us。

void addTimerTask(TimerTask task, int val, int autoreset, void *arg);

向任务列表注册一个任务，并指定其定时时间val，以及是否要重复执行autoreset，并可以指定参数的地址。
task需要按照头文件提供的宏来编写，例如：

TASK_START(test2, arg)

	//body
 Arg *temp = (Arg*)arg;
 temp->ret = temp->a + temp->b;
 printf("This is a test2n");

TASK_END

TASK_START（name, arg）是任务头，name是任务名，arg是参数地址，TASK_END是任务结尾。任务体内可编写正常的c语言代码，并使用参数arg指针。

autoreset有两个可选项：AUTORESET（重复执行），NORESET（执行一次）。

若没有参数，可将arg参数设置为NULL。

void TimerWait();

用于等待任务列表中所有任务执行完毕。

void TimerStop();

用于停止定时器。

void StartTimer();

用于启动定时器。

3. 一个例子

#include 
#include "timer.h"

typedef struct Argument{
 int a;
 int b;
 int ret;
}Arg;

//任务1，打印语句
TASK_START(test1, arg)
 printf("This is a test1n");
TASK_END

//任务2，计算arg中两个数的和，打印语句
TASK_START(test2, arg)

 Arg *temp = (Arg*)arg;
 temp->ret = temp->a + temp->b;
 printf("This is a test2n");

TASK_END

//任务3，打印语句
TASK_START(test3, arg)
 printf("This is a test3n");
TASK_END

void main(){

 Arg arg;

	//设置tick 为 500ms
 setTick(500 * 1000);

	//添加任务1到任务列表，设置定时器时间为2.5s，重复执行，无参数
 addTimerTask(test1, 5, AUTORESET, NULL);
 arg.a = 2; arg.b = 3;
 //添加任务2到任务列表，设置定时器时间为0.5s，不重复执行，参数为arg
 addTimerTask(test2, 1, NORESET, &arg);
 //添加任务3到任务列表，设置定时器时间为1s，重复执行，无参数
 addTimerTask(test3, 2, AUTORESET, NULL);

	//启动定时器
 StartTimer();
 printf("Timer is startedn");
 //程序等待5秒
 sleep(5);
 //停止定时器
 TimerStop();
 //等待所有任务执行完毕
 TimerWait();
 //打印任务二的计算结果
 printf("%dn", arg.ret);

}

运行结果：

4. 库文件源码

timer.h:

#ifndef TIMER_H
#define TIMER_H
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define AUTORESET 1
#define NORESET 0
#define TASK_START(name, arg) void* name(void *arg){
#define TASK_END return NULL;} 
typedef void* (*TimerTask)(void* arg);
struct TaskItem{
 TimerTask task;
 int init_counter;
 int counter;
 pthread_t th;
 void *arg;
 void *ret;
 int flag;
 int autoreset;
 struct TaskItem *next;
 
};
void setTick(int val);
void* EventLoop(void* arg);
void addTimerTask(TimerTask task, int val, int autoreset, void *arg);
void TimerWait();
void TimerStop();
void StartTimer();
#endif //TIMER_H

timer.cpp

#include "timer.h"
#define STOPFLAG 0
#define RUNFLAG 1 
static int tick = 1000 * 1000;
static struct TaskItem head = {
 .next = NULL,
};
static pthread_t loop_thread;
static int flag = STOPFLAG;
static int tasknum = 0;

void setTick(int val){
 tick = val;
}
void* EventLoop(void* arg){
 
 struct TaskItem *task = head.next;
 struct TaskItem *pretask = &head;

 while(flag == RUNFLAG && tasknum > 0){
  
  while(task != NULL){
   if(task->counter == 0){ // it is time for doing task
    if(task->flag == STOPFLAG){ // task is not created
     if(0 != pthread_create(&(task->th), NULL, task->task, task->arg)){ // do a task
      printf("Failed to create user's task");
     }
     else{
      task->flag = RUNFLAG;
     }
    }
    else{
     if(0 != pthread_kill(task->th, 0)){ // current task is completed
      if(task->autoreset == AUTORESET){ // repeat execute
task->counter = task->init_counter;
task->flag = STOPFLAG;
      }
      else{ // delete a task
pretask->next = task->next;
free(task);
task = pretask->next;
tasknum--;
continue;
      }
     }
    }
   }
   else{
    task->counter--;
   }
   pretask = pretask->next;
   task = task->next;
  }
  usleep(tick); // sleep a tick
  task = head.next;
  pretask = &head;
 }
 flag = STOPFLAG;
}
void addTimerTask(TimerTask task, int val, int autoreset, void *arg){
 struct TaskItem *node;
 node = (struct TaskItem*)malloc(sizeof(struct TaskItem));
 node->next = head.next;
 head.next = node;
 node->arg = arg;
 node->counter = val;
 node->init_counter = val;
 node->task = task;
 node->flag = STOPFLAG;
 node->autoreset = autoreset;
 tasknum++;
}
void TimerWait(){
 pthread_join(loop_thread, NULL);
}
void TimerStop(){
 flag = STOPFLAG;
}
void StartTimer(){
 flag = RUNFLAG;
 if(0 != pthread_create(&loop_thread, NULL, EventLoop, NULL)){
  printf("Failed to create loop task.n");
 }
}

注意事项

编译要加 -l pthread选项
库实现在Linux环境，如果是windows需要修改线程创建函数，休眠函数以及相应的头文件。

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