同步带定时器

### 带有定时器的同步操作实现 在编程中，带有定时器的同步操作可以通过多种方式实现。以下是几种常见的方法及其具体实现： #### 方法一：使用 Boost.Asio 实现事件循环和定时器 Boost.Asio 提供了一种高效的事件循环机制来管理和调度定时器任务。通过创建 `boost::asio::steady_timer` 对象，并将其绑定到特定的时间点或时间段上，可以轻松实现带有时限的同步操作。 下面是一个简单的代码示例，展示如何使用 Boost.Asio 创建一个定时器并在超时时执行回调函数[^1]： ```cpp #include <iostream> #include <boost/asio.hpp> void timerCallback(const boost::system::error_code& ec) { if (!ec) { std::cout << "Timer expired!" << std::endl; } else { std::cerr << "Error: " << ec.message() << std::endl; } } int main() { boost::asio::io_context ioContext; // 创建一个定时器对象 boost::asio::steady_timer timer(ioContext, std::chrono::seconds(5)); // 绑定到期后的回调函数 timer.async_wait(timerCallback); // 启动事件循环 ioContext.run(); return 0; } ``` 此代码展示了如何设置一个 5 秒的定时器，并在其到期时打印消息。这种方法适用于需要长时间运行的应用程序，其中事件循环负责管理多个异步任务。 --- #### 方法二：基于标准库的线程与条件变量 如果不想依赖第三方库，则可以利用 C++ 标准库中的多线程功能以及条件变量来模拟定时器行为。这种方式的核心在于主线程等待子线程完成其工作或者达到设定的时间限制。 以下是一段演示代码: ```cpp #include <iostream> #include <thread> #include <condition_variable> #include <chrono> std::condition_variable cv; std::mutex mtx; bool taskCompleted = false; void workerTask() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); // 模拟耗时任务 std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); taskCompleted = true; // 设置标志位表示任务已完成 cv.notify_one(); // 通知主线程 } int main() { std::thread t(workerTask); std::unique_lock<std::mutex> ulock(mtx); bool timedOut = !cv.wait_for(ulock, std::chrono::seconds(5), [] { return taskCompleted; }); if (timedOut && !taskCompleted) { std::cout << "Operation timed out." << std::endl; } else { std::cout << "Task completed successfully." << std::endl; } t.join(); return 0; } ``` 在此例子中，主线程会尝试等待最多 5 秒钟直到后台任务结束；如果超过这个时限而未收到信号，则认为发生了超时情况。 --- #### 方法三：嵌入式环境下的硬件定时器配合中断服务程序(ISR) 对于像 GD32F103C8T6 这样的微控制器平台来说，通常采用硬件级别的定时器来进行精确计时。这些设备支持不同类型的定时器（如高级控制定时器 TIM0 和通用定时器 TIM1~TIM3），并通过配置分频系数、预设值等参数定义周期长度[^2][^4]。 当某个预定时刻到来时，会产生相应的中断请求，从而触发预先编写好的 ISR 来响应这一事件。例如，在 Arduino 平台上也可以借助类似的原理去操控外设——比如步进电机转动角度调整[^3]: ```cpp // 初始化部分省略... void setup() { motor.setSpeed(100); // 设定初始转速为每分钟旋转一百圈 eventManager.addTimerEvent(onTimerEvent, 1000); // 添加每隔一秒触发一次的动作 } void loop() { eventManager.loop(); // 循环检测是否有待处理事项 } void onTimerEvent() { static int steps = 0; ++steps %= 360; // 控制总行程不超过一圈范围内的任意位置 motor.moveTo(steps * STEP_PER_DEGREE); // 将当前位置映射至实际脉冲数 } ``` 上述片段说明了一个典型的场景下如何结合软件框架(Event Manager)同物理装置交互以达成预期效果。 ---