skynet源码 --- skynet_timer.c

　　一个网络框架，需要能够处理网络消息，系统信号，定时任务等事件，接下来我们一起研究skynet的定时任务是如何实现的。

　　传统的定时任务，比较高效的是时间轮算法，时间堆算法（最小堆），skynet采用了时间轮的算法去处理。

　　skynet_timer.c在框架中主要作用在于管理skyent自身的时间戳，以及管理由skynet.timeout()创建出来的时间事件。

　　在skynet中，会创建一个timer线程来更新skynet时间，运行周期为2500微秒，每次执行都会去读取系统时间，并且更新skynet的时间结构信息。

　　定时任务的结构体如下，skynet使用tick作为一次帧操作，即time字段，这个time只会增加不会减少（除了超过32位时重置为0），代表进程启动到现在所经历过的tick数，一个tick为10ms。

 1 struct timer_event {        // 定时任务的事件结构
 2     uint32_t handle;
 3     int session;
 4 };
 5 
 6 struct timer_node {            // 时间轮里的具体任务信息
 7     struct timer_node *next;
 8     uint32_t expire;
 9 };
10 
11 struct link_list {            // 时间轮列表信息
12     struct timer_node head;
13     struct timer_node *tail;
14 };
15 
16 struct timer {
17     struct link_list near[TIME_NEAR];    // 当前轮最近64个tick会发生的定时器（当前轮为0开始计算），即当前tick为62时，near中63存的时下一次tick要执行的定时器
18     struct link_list t[4][TIME_LEVEL];    // 非最近要执行的定时器，idx越大表示离当前时间轮越远
19     struct spinlock lock;        // 自旋锁
20     uint32_t time;                // 当前已经运行过ticktock的次数
21     uint32_t starttime;            // skynet启动的时间戳(秒)
22     uint64_t current;            // 当前的系统时间戳（秒，小数点2位）
23     uint64_t current_point;        // 系统启动到现在的时间段值
24 };

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　　时间轮的具体设计如下：

　　所有的时间事件分为5个等级，全部有tick数（time字段）来计算具体放在哪个时间链表下，

　　第一个级别为即将要执行的事件，由int32位的前8位与当前tick跟目标tick相与来判断目标tick是否在当前执行轮中的8位（即当前轮的255个帧中，2.55s）中执行到，

　　第二级为即将要发生但是目标tick不在当前轮，但是在14位中执行到的值，以此类推，

　　第三级为20位，第四级为26位，第五级位32位，值得注意的是第五级存储的时间事件是大于26位的所有时间事件，并不只是32位内的事件，第五级的下标为0的事件链表里保存的是当目标tick为0的时候，即刚好是32位+1的时候的事件，所以要特殊处理。

　　当一个时间事件加入到队列中，会等待主流程经过一个tick时去根据当前的time值去分配队列里的时间:

 1 static void
 2 timer_shift(struct timer *T) {
 3     int mask = TIME_NEAR;
 4     uint32_t ct = ++T->time;
 5     if (ct == 0) {                 // 当执行了 2^32 次方时，当前tick重新变为0时，重新分配最后一档的定时任务，3,0 保存的数据是下一轮（2的32次方）的定时任务，当 32个位都为0时才会保存到这里
 6         move_list(T, 3, 0);
 7     } else {
 8         uint32_t time = ct >> TIME_NEAR_SHIFT;        // 将当前tick右移8位，用来判断是否需要将下一档的定时任务重新分配
 9         int i=0;
10 
11         while ((ct & (mask-1))==0) {                // 如果等于0，则表示刚好执行完了下一档的数量，下一档需要重新分配（0,1,2 中的档位里idx=0这个链表里没有数据）
12             int idx=time & TIME_LEVEL_MASK;
13             if (idx!=0) {
14                 move_list(T, i, idx);
15                 break;                
16             }
17             mask <<= TIME_LEVEL_SHIFT;
18             time >>= TIME_LEVEL_SHIFT;
19             ++i;
20         }
21     }
22 }
23 
24 static void 
25 timer_update(struct timer *T) {
26     SPIN_LOCK(T);
27 
28     // try to dispatch timeout 0 (rare condition)
29     timer_execute(T);
30 
31     // shift time first, and then dispatch timer message
32     timer_shift(T);
33 
34     timer_execute(T);
35 
36     SPIN_UNLOCK(T);
37 }