1. alarm函式

[1] 引用標頭檔案：#include <unistd.h>;
 
[2] 函式標準式：unsigned int alarm(unsigned int seconds);
 
[3] 功能與作用：alarm()函式的主要功能是設定訊號傳送鬧鐘，即用來設定訊號SIGALRM在經過引數seconds秒數後傳送給目前的程序。如果未設定訊號SIGALARM的處理函式，那麼alarm()預設處理終止程序。
 
[4] 函式返回值：如果在seconds秒內再次呼叫了alarm函式設定了新的鬧鐘，則後面定時器的設定將覆蓋前面的設定，即之前設定的秒數被新的鬧鐘時間取代；當引數seconds為0時，之前設定的定時器鬧鐘將被取消，並將剩下的時間返回。
 

2. 測試

測試環境是Centos7。

瞭解了alarm()函式的功能特性和返回值的特性後，我們就可以對其測試。測試方向有兩個：其一，測試常規只單獨存在一個鬧鐘函式alarm()的程式；其二，測試程式中包含多個alarm()鬧鐘函式。因此整理了下面幾個程式，通過比較學習更有助於理解。測試環境是RedHat Linux5.3，GCC編譯除錯。

2.1 alarm()測試1.1

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
 
void sig_alarm() 
{ 
  exit(0); 
}
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
  signal(SIGALRM, sig_alarm); 
  alarm(10); 
  sleep(15); 
  printf("Hello World!\n"); 
  return 0; 
}
 

程式分析：在檔案test1.c中，定義了一個時鐘alarm(10)，它的作用是讓訊號SIGALRM在經過10秒後傳送給目前main()所在程序；接著又定義了sleep(15)，它的作用是讓執行掛起15秒的時間。所以當main()程式掛起10秒鐘時，signal函式呼叫SIGALRM訊號的處理函式sig_alarm，並且sig_alarm執行exit(0)使得程式直接退出。因此，printf("Hello World!\n")語句是沒有被執行的。

2.2 alarm()測試1.2

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
 
void sig_alarm() 
{ 
  exit(0); 
} 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
  signal(SIGALRM, sig_alarm); 
  alarm(10); 
  sleep(5); 
  printf("Hello World!\n"); 
  return 0; 
}
 

程式分析：與test1.c檔案不同的是，在檔案test2.c中延時函式為sleep(5)，即執行掛起5秒的時間。所以當main()程式掛起5秒鐘時，由於還沒到達設定的鬧鐘10秒，那麼main就執行下面的printf("Hello World!\n")語句；緊接著又執行下面的return 0語句，從而直接退出程式。因此，整個test2.c檔案輸出的內容為：Hello World!。

2.3 alarm()測試2

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
 
void handler()
{
  printf("hello\n");
}
 
void main()
{
  int i;
  signal(SIGALRM, handler);
  alarm(5);
  for(i = 1; i < 7; i++)
  {
    printf("sleep %d ...\n", i);
    sleep(1);
  }
}

程式分析：在檔案test3.c中，定義時鐘alarm(5)，而main()函式中主要是一個for迴圈輸出語句。當main函式執行到i=5時，for迴圈先執行printf("sleep %d ...\n", 5)語句輸出"sleep 5 ..."，然後執行sleep(1)語句。此時已經到達鬧鐘時間5秒，因此會把訊號SIGALRM傳送給當前main()函式程序；接著呼叫SIGALRM訊號的處理函式handler，從而輸出"hello"，然後又返回到sleep(1)這個點；最後for迴圈執行i=6，輸出"sleep 6"，最終延時1秒後結束整個程式。

以上三個程式都只包含一個alarm()鬧鐘函式，下面兩個程式包含兩個alarm()。並且為了更為真切的觀察包含alarm()鬧鐘函式的程式的執行過程，程式通過呼叫系統列印輸出當前時間，通過時間差來進一步理解。

2.4 alarm()測試3.1

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
 
static void sig_alrm(int signo);
int main(void)
{
  signal(SIGALRM,sig_alrm);
  system("date");
  alarm(20);
  sleep(5);
  printf("%d\n",alarm(15));
  pause();
}
 
static void sig_alrm(int signo){
  system("date");
  return;
}

程式分析：在test4.c的main()函式中，先設定了一個鬧鐘函式alarm(20)，即在20秒時將SIGALRM訊號傳送送給當前程序；然後又定義了一個延時函式sleep(5)，接著又定義了一個鬧鐘函式alarm(15)，它的作用是清除前面設定的鬧鐘alarm(20)並返回剩餘的時間20-5=15秒。所以，程式先執行system("date")語句輸出當前時間；然後程序休眠5秒後，程式執行輸出語句printf("%d\n",alarm(15))，由於alarm(15)先返回15秒，即列印輸出15；接著程式執行pause()函式，使當前程序處於掛起狀態，直到捕捉到一個訊號；當再過15秒後，SIGALARM訊號的處理函式sig_alrm執行system("date")語句輸出當前時間；最後pause終止程序。因此，整個程式執行的時間為5+15=20秒。

2.5 alarm()測試3.2

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
 
static void sig_alrm(int signo);
int main(void)
{
  signal(SIGALRM,sig_alrm);
  system("date");
  alarm(20);
  sleep(5);
  printf("%d\n",alarm(5));
  pause();
}
 
static void sig_alrm(int signo){
  system("date");
  return;
}

程式分析：與test4.c檔案不同的是，在檔案test5.c中鬧鐘函式為alarm(5)。因此，整個程式執行的時間為5+5=10秒。值得注意的是，alarm(0)表示清除之前設定的鬧鐘訊號，並返回0。因為，如果這裡把alarm(5)改成alarm(0)，那麼整個程式執行的時間為5+0=5秒。

最後：需要注意的是，原作者在文章中進行了精確的時間計算，而程式執行的結果也與作者的計算一致，但即使如此，計算的結果也是不可信的和計算精確的結果也是不可行的。在某些條件下，我們實際花費和等待的時間很有可能比程式設定的時間要長，而且1秒對於現代的作業系統來說，實在是太長了。