【web server】基于升序链表的定时器

简介: 【web server】基于升序链表的定时器

基于升序链表的定时器,主要用来定时关闭不活跃的连接,避免占用过多的系统资源。整体思路是这样:

定时器链表中长事件不活跃的fd(file descriptor)称为超时过期的fd

那这里怎么理解超时过期呢?

比如,对于一个新来客户端连接fd,我们设置它的时间为当前时间秒数加15秒:

//设置该用户的超时时间
time_t cur = time(NULL);
timer->expire = cur + 3 * 5;

将他加入到升序链表中(链表依据时间升序)

之后如果该fd活跃了,再将时间更新为活跃时间秒数向后加15秒,即一个活跃的fd时间总是大于当前时间的。

举个栗子:

当前时间13:00:00   来了一个新连接fd值为10
于是值为10的fd的时间就记为13:00:15
当前时间13:00:05 值为10的fd发送了一条消息
于是值为10的fd的时间就记为13:00:20

若该fd之后再也不活跃了,它的时间也就不会被更新,那么过了15秒后它就被认定为超时过期。所以在这里还有一个定时器,定时检查哪些fd时间比当前时间小,该fd便是超时过期的fd,之后关闭该fd

这样看来,后来加入的,在链表后面的fd的时间也就越大,整个链表也就是升序的。

来看一下关键性的代码:

fd活跃需要调整或移除某fd的时间时:

if (events[i].events & EPOLLIN) {
    //可读事件
    DBG("read\n");
    util_timer *timer = users_timer[iSockFd].timer;
    //主线程读,proactor模式
    if (m_pHttpUsers[iSockFd].read()) {
        m_pThreadPool->append(m_pHttpUsers + iSockFd);
        if (timer) {
            //调整定时器链表
            adjust_timer(timer);
        }
    } else {
        m_pHttpUsers[iSockFd].close_conn();
        if (timer) {
            //调整定时器链表结点
            deal_timer(timer, iSockFd);
        }
    }
} else if (events[i].events & EPOLLOUT) {
    //可写事件
    DBG("out\n");
    util_timer *timer = users_timer[iSockFd].timer;
    //主线程写,proactor模式
    if (m_pHttpUsers[iSockFd].mwrite()) {
        if (timer) {
            adjust_timer(timer);
        }
    } else {
        m_pHttpUsers[iSockFd].close_conn();
        if (timer) {
            deal_timer(timer, iSockFd);
        }
    }
}
//调整定时链表
void Server::adjust_timer(util_timer *timer)
{
    time_t cur = time(NULL);
    timer->expire = cur + 3 * TIMESLOT;
    m_timer_lst.adjust_timer(timer);
    LOG_INFO("%s", "adjust timer once");
}
//移除定时器链表结点
void Server::deal_timer(util_timer *timer, int sockfd)
{
    timer->cb_func(&users_timer[sockfd]);
    if (timer)
    {
        m_timer_lst.del_timer(timer);
    }
    LOG_INFO("close fd %d", users_timer[sockfd].sockfd);
}

而定时操作是通过linux系统自身的alarm系统调用,同时添加时钟信号处理函数来实现:

//设置信号处理函数
addsig(SIGALRM, sig_handler, false);
alarm(TIMESLOT);

时钟信号处理函数中遍历定时器链表,关闭超时的fd,并删除该结点。

void sort_timer_lst::tick()
{
    if (!head)
    {
        return;
    }
    time_t cur = time(NULL);
    util_timer *tmp = head;
    while (tmp)
    {
        //如果当前结点的时间比当前时间大,说明还没过期,不需要删除
        if (cur < tmp->expire)
        {
            break;
        }
        tmp->cb_func(tmp->user_data);
        head = tmp->next;
        if (head)
        {
            head->prev = NULL;
        }
        delete tmp;
        tmp = head;
    }
}
void cb_func(client_data *user_data)
{
    epoll_ctl(Http::s_iEpollfd, EPOLL_CTL_DEL, user_data->sockfd, 0);
    assert(user_data);
    //关闭该fd
    close(user_data->sockfd);
    Http::s_iUserCount--;
}

以上便是整个基于升序链表定时器的核心,剩下的便是对链表的基本操作。

更多实现细节,可以在https://gitee.com/gao-yuelong/web-server中查看。

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