用C语言实现多级时间轮定时器，解锁高性能系统！

见解分享

2023-12-24 21:23:36

准备好了吗？让我们踏上探索多级时间轮定时器的精彩旅程，用C语言亲手打造高效稳定的系统！

多级时间轮：时间管理的艺术

在瞬息万变的计算机世界中，时间管理至关重要。时间轮定时器是一种巧妙的工具，可以帮助我们准确、高效地安排任务。它像一个旋转的齿轮，每隔固定时间推进一次，触发相应的任务。

多级时间轮将这一概念提升到了一个新的水平。它使用多层时间轮，就像嵌套的齿轮一样。当一个时间轮推进时，它会触发下一个较小的时间轮，依此类推。这种分层结构允许我们以更高的精度和吞吐量管理任务。

C语言实现：赋予时间力量

现在，让我们用C语言亲手实现一个多级时间轮。我们将采用经典的多级时间轮实现，探索它的内部机制。

第一步：构建时间轮结构

typedef struct timer_node {
    // 任务处理函数
    void (*handler)(void *);
    // 任务参数
    void *arg;
    // 超时时间
    long expire_time;
    // 计时轮中的位置
    struct timer_node *next;
} timer_node_t;

typedef struct timer_wheel {
    // 计时轮大小
    int size;
    // 当前时间槽
    int current_tick;
    // 时间轮节点数组
    timer_node_t **slots;
} timer_wheel_t;

第二步：初始化时间轮

timer_wheel_t *timer_wheel_init(int size) {
    timer_wheel_t *wheel = malloc(sizeof(timer_wheel_t));
    wheel->size = size;
    wheel->current_tick = 0;
    wheel->slots = malloc(sizeof(timer_node_t *) * size);
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        wheel->slots[i] = NULL;
    }
    return wheel;
}

第三步：添加任务到时间轮

int timer_wheel_add(timer_wheel_t *wheel, timer_node_t *node) {
    // 计算任务的到期时间槽
    int tick = (node->expire_time + wheel->current_tick) % wheel->size;
    // 将任务添加到相应的时间槽
    node->next = wheel->slots[tick];
    wheel->slots[tick] = node;
    return 0;
}

第四步：推进时间轮

int timer_wheel_advance(timer_wheel_t *wheel) {
    // 移动到下一个时间槽
    wheel->current_tick = (wheel->current_tick + 1) % wheel->size;
    // 处理到期任务
    timer_node_t *node = wheel->slots[wheel->current_tick];
    while (node) {
        // 执行任务处理函数
        node->handler(node->arg);
        // 移出已处理任务
        wheel->slots[wheel->current_tick] = node->next;
        node = wheel->slots[wheel->current_tick];
    }
    return 0;
}