Linux 下获取纳秒级精度时间&使用usleep函数作为定时器&实现在特定时间点执行程序

Linux 高精度时间获取+usleep定时器使用=在特定时间点执行程序（ms级精度）

因为项目需要，我需要在多个终端（基于openwrt的AP）上同时执行某一程序，多个终端开始执行程序的时间误差需要在毫秒（ms）级及以下，在查阅了相关资料之后，我设计了相应方案，下面介绍怎样实现上述功能。

内核时间概念

　　内核时间包括了几个时间：

　　 系统时间：自系统开始启动所经过的时间；

　　 墙上时间：即真实世界中所使用的时间；

　　 实时时钟：即RTC时间，通过硬件维持的的时间。

Linux 高精度时间获取

　　函数"clock_gettime"是基于Linux C语言的时间函数，

使用格式：

　　#include<time.h>

　　int clock_gettime(clockid_t clk_id,struct timespec *tp);

参数clk_id指定了获取的时间类型，有如下几种：

　　CLOCK_REALTIME:墙上时间，格式为：从UTC1970-1-1 0:0:0开始到当前时间经过的秒数；

　　CLOCK_MONOTONIC:系统时间；

　　CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:本进程到当前代码系统CPU花费的时间

　　CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:本线程到当前代码系统CPU花费的时间

struct timespec 为用于存储获取的时间结果的结构体，其格式如下：

　　　　　struct timespec

　　　　　　{

　　　　　　　　time_t tv_sec; //秒

　　　　　　　　long tv_nsec; //纳秒

　　　　　　 };

Usleep函数的使用

　　usleep函数能把进程挂起一段时间， 单位是微秒（千分之一毫秒）。

目标

　　我的最终目标为使多个设备在系统时间的每100ms开始处同时执行某一程序，要达到这个目标，首先多个设备间的时钟应该同步，我使用GPS设备完成这一任务（见下一篇博客）；其次，所有设备应在时钟刚好到达100ms倍数的时间时执行程序，例如在30.100s，30.200s，30.300s，以此达到我的目标。

我的实现代码如下

#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
	struct timespec time1 = {0, 0};   //用于保存时间
	struct timespec time2 = {0, 0};	  //用于检验程序执行效果
	int interval=0;
 while(1){
		clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time1);   //获取当前时间
		interval = 100000000 - time1.tv_nsec%100000000;   //计算到下一目标时刻的时间
		usleep(interval/1000);  //定时等待
		/* 此处添加需要在特定时间执行的程序，下面代码为获取执行至此处的系统时间，用于检验程序效果 */
		clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time2);   //
	 	printf("time2  %15ld %15ld\n",time2.tv_sec,time2.tv_nsec);
		
	}
	return 0;
}
           

下图为结果图，第二列为当前的墙上时间，单位为秒，第三列为当前的墙上时间，单位为纳秒。

可以看到，在第三列，程序在每个100ms的开始出执行，精度在数百微妙级别，从第二列可以看出，每秒程序执行了10次。

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