本章讨論了定時器和定時器服務﹔介紹了硬體定時器的原理和基于Intel x86的PC中的硬體定時器;講解了CPU操作和中斷處理;描述了Linux中與定時器相關的系統調用、庫函數和定時器服務指令;探讨了程序間隔定時器、定時器生成的信号，并通過示例示範了程序間隔定時器。程式設計項目的目的是要在一個多任務處理系統中實作定時器、定時器中斷和間隔定時器。
定時器是由時鐘源和可程式設計計數器組成的硬體裝置。時鐘源通常是一個晶體振蕩器，會産生周期性電信号，以精确的頻率驅動計數器。使用一個倒計時值對計數器進行程式設計，每個時鐘信号減1。當計數減為0時，計數器向CPU生成一個定時器中斷，将計數值重新加載到計數器中，并重複倒計時。計數器周期稱為定時器刻度，是系統的基本計時單元。
基于Intel x86的個人計算機有數個定時器(Bovet和 Cesati 2005).
(1）實時時鐘(RTC):RTC由一個小型備用電池供電。即使在個人計算機關機時，它也能連續運作。它用于實時提供時間和日期資訊。當Linux啟動時，它使用RTC更新系統時間變量，以與目前時間保持一緻。在所有類Unix系統中，時間變量是一個長整數，包含從1970年1月1日起經過的秒數。
(2）可程式設計間隔定時器(PIT)(Wang2015):PIT是與CPU分離的一個硬體定時器。可對它進行程式設計，以提供以毫秒為機關的定時器刻度。在所有IO裝置中，PIT可以最高優先級IRQ0中斷。PIT定時器中斷由Linux核心的定時器中斷處理程式來處理，為系統操作提供基本的定時單元，例如程序排程、程序間隔定時器和其他許多定時事件。
(3)多核CPU中的本地定時器（Intel1997;Wang2015):在多核CPU中，每個核都是一個獨立的處理器,它有自已的本地定時器，由 CPU時鐘驅動。
(4）高分辨率定時器;大多數電腦都有一個時間戳定時器（TSC)，由系統時鐘驅動。它的内容可通過64位TSC寄存器讀取。由于不同系統主機闆的時鐘頻率可能不同，TSC不适合作為實時裝置，但它可提供納秒級的定時器分辨率。一些高端個人計算機可能還配備有專用高速定時器，以提供納秒級定時器分辨率。
每個CPU都有一個程式計數器（PC)，也稱為指令指針（IP)，以及一個标志或狀态寄存器（SR)、一個堆棧指針(SP)和幾個通用寄存器，當PC指向記憶體中要執行的下一條指令時，SR包含CPU的目前狀态，如操作模式、中斷掩碼和條件碼，SP指向目前堆棧棧頂。堆棧是CPU用于特殊操作（如 push、pop調用和傳回等）的一個記憶體區域。CPU操作可通過無限循環進行模組化。
外部裝置（如定時器）的中斷被饋送到中斷控制器的預定義輸入行，按優先級對中斷輸入排序，并将具有最高優先級的中斷作為中斷請求（IRQ）路由到 CPU。對于每個中斷，可以程式設計中斷控制器以生成一個唯一編号，叫作中斷向量，辨別中斷源。在擷取中斷向量号後，CPU用它作為記憶體中中斷向量表（AMD64 20I1）中的條目索引，條目包含一個指向中斷處理程式入口位址的指針來實際進行中斷。當中斷處理結束時，CPU恢複指令的正常執行。
在linux下，常用的擷取時間的函數有如下幾個：
asctime, ctime, gmtime, localtime, gettimeofday ，
mktime, asctime_r, ctime_r, gmtime_r, localtime_r
1）time() 函數擷取目前時間
（2）localtime_r() localtime()取得當地目前時間和日期
函數原型如下：
（3）asctime() asctime_r() 将時間和日期以字元串格式傳回‘
（4） ctime()，ctime_r() 将時間和日期以字元串格式表示
（6）gettimeofday() 擷取目前時間
定時器計時，并向程序生成一個信号。作業系統核心不必使用額外的資料結構來處理程序的VIRTUAL 和 PROF定時器。但是，REAL模式間隔定時器各不相同，因為無論程序是否正在執行，它們都必須由定時器中斷處理程式來更新。是以，作業系統核心必須使用額外的資料結構來處理程序的 REAL 模式定時器，并在定時器到期或被取消時采取措施。在大多數作業系統核心中，使用的資料結構都是定時器隊列。我們将在本章末尾解釋程式設計項目中的定時器隊列。
在基本代碼系統中，隻有一種執行實體，即任務，一次隻執行一個任務。某任務在收到切換指令、進入休眠或退出之前，會一直執行下去。此外，任務切換隻會發生在操作結束時，而不會發生在任何操作過程中。是以，任務之間沒有競争，是以在基本代碼系統中沒有臨界區。但是，一旦我們将中斷引人系統，情況就會改變。有兩種類型的實體來執行中斷,分别是任務和中斷處理程式，它們可能會争奪系統中的同一(共享)資料對象。例如，當某任務請求間隔定時器時，必須将請求作為定時器隊列元素輸入timerQueue中。當某任務修改timerQueue 時，如果出現定時器中斷，它将轉移任務以執行中斷處理程式，可能會改動同一 timerQueue，造成競态條件。是以，timerQueue是臨界區，必須對它進行保護，以確定它一次隻能由一個執行實體通路。同樣，當某程序在sleep()函數過程中執行時，可能被轉移到執行中斷處理程式，即可執行wakeup()，以試圖在程序完成休眠操作之前喚醒它，進而導緻另一個竟态條件。是以，問題是如何防止任務和中斷處理程式互相幹擾。
time（）擷取目前時間
點選檢視代碼
gettimeofday() 擷取目前時間