Timer는 비교적 일반적인 구성 요소입니다. 서버에 관한 한 프레임워크 수준에서는 타이머를 사용하여 세션 시간을 초과해야 하며 애플리케이션 수준에서는 타이머를 사용하여 일부 시간 관련 비즈니스 논리를 처리해야 합니다. 많은 수의 타이머가 필요한 게임과 같은 비즈니스의 경우 간단하고 효율적인 타이머 구성 요소가 필수적입니다.
타이머 구성요소의 구현은 두 부분으로 나눌 수 있습니다.
첫 번째 부분은 비교적 간단하고 다양한 구현 방법이 있지만 기본적으로 언어와 관련되어 있으므로 이 글에서는 중점적으로 다루지 않습니다. 소위 구체적인 개념은 사용자가 어떻게 사용하는지를 가리키는 것 같습니다.
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두 번째 부분은 실제로 첫 번째 부분보다 더 많은 코드가 필요하고 구현 방법도 매우 제한적입니다.
이 모델의 목적은 데이터 구조를 연구한 졸업생을 찾아 적어두면 버그가 발생하지 않는다는 것입니다. add의 시간복잡도는 n(lgn)이고, timeout의 시간복잡도도 n(lgn)이다.
그러나 우리의 비즈니스 시스템이 짧은 시간에 많은 수의 타이머를 등록하고 짧은 시간 내에 타임아웃되는 요구에 직면해 있다고 가정해 보겠습니다. 사실 최소 힙 구현은 좀 당황스럽습니다.
아래 텍스트에서 Xiaoxiao는 애플리케이션 계층에서 Linux 커널 스타일 타이머를 구현하는 방법을 소개합니다. 예를 들어 언어는 C#입니다.
성능 비교를 위해서는 먼저 최소 힙을 기반으로 타이머 관리자를 구현해야 합니다. 최소 힙의 인터페이스는 다음과 같습니다. linux 애플리케이션 타이머는 가장 기본적이지만 구체적인 구현은 불가능합니다. 데이터 구조.
으아아아
으아아아
으아아아
그 다음은 Linux 커널 스타일 타이머의 관리자 구현입니다. 먼저 디자인 전제가 있습니다:
전체 시스템의 시간 정확도 하한을 정의하려면 진드기를 사용해야 합니다. 예를 들어 게임의 경우 10ms 미만의 정확도에는 신경 쓸 필요가 없으므로 틱 폭을 10ms로 설정할 수 있습니다. 즉, 먼저 전화를 끊는 WaitFor(8ms)와 나중에 전화를 끊는 WaitFor(5ms)가 먼저 시간 초과될 수 있습니다. 틱은 10ms입니다. 이러한 32비트 틱이 표현할 수 있는 시간 단위는 거의 500일에 달하는 임베디드 Linux 교육이며, 이는 서버 그룹을 다시 시작하지 않는 시간보다 훨씬 깁니다.
虽然这些定时器实现，就是由于这个抉择，在面对之前提到的问题时，方才具有了更佳的性能表现。每次按照tick领到timeout数组，直接dispatch，领到这个数组的时间是一个常数，而最小堆方式领到这个数组须要的时间是m*lgn。
因为空间有限，我们不可能做到每位即将timeout的tick都有对应的数组。考虑到虽然80%以上的timer的时间都不会超过2.55s，我们只针对前256个tick做这些优化举措即可。
那怎么处理注册的256tick以后的timer？我们可以把时间还比较长的timer置于更粗细度的数组中，等到还剩下的tick数大于256以后再把她们取下来重新整理一下数组能够搞定。
假如我们保证每一次tick都严格的做到：
保证这两点，就须要每位tick都对所有数组做一次整理。这样就得不偿失了，所以这儿有个trade-off，就是我通过一个表针(index)，来标记我当前处理的position，每过256tick是一个cycle，才进行一次整理。而整理的成本就通过分摊在256tick中，增加了实际上的单位时间成本。
概念比较具象，接出来贴一部份代码。
常量定义：
public const int TimeNearShift = 8;
public const int TimeNearNum = 1 << TimeNearShift;// 256
public const int TimeNearMask = TimeNearNum - 1;// 0x000000ff
public const int TimeLevelShift = 6;
public const int TimeLevelNum = 1 << TimeLevelShift;// 64
public const int TimeLevelMask = TimeLevelNum - 1;// 00 00 00 (0011 1111)
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基础数据结构：
using TimerNodes = LinkedList;
private readonly TimerNodes[TimeNearNum] nearTimerNodes;
private readonly TimerNodes[4][TimeLevelNum] levelTimerNodes;
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相当于是256+4*64个timer数组。
tick有32位，每一个tick只会timeout掉expire与index相同的timer。
循环不变式保证near表具有这样几个性质：
level表有4个，分别对应9到14bit，15到20bit，21到26bit，27到32bit。
因为原理都类似，我这儿拿9到14bit的表来说下循环不变式：
有了数据结构和循环不变式，前面的代码也就容易理解了。主要列一下AddTimer的逻辑和Shift逻辑。
private void AddTimerNode(TimerNode node)
{
var expire = node.ExpireTick;
if (expire < index)
{
throw new Exception();
}
// expire 与 index 的高24bit相同
if ((expire | TimeNearMask) == (index | TimeNearMask))
{
nearTimerNodes[expire & TimeNearMask].AddLast(node);
}
else
{
var shift = TimeNearShift;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
// expire 与 index 的高bit相同
var lowerMask = (1 <> shift)&TimeLevelMask].AddLast(node);
break;
}
shift += TimeLevelShift;
}
}
}登录后复制
private void TimerShift()
{
// TODO index回绕到0的情况暂时不考虑
index++;
var ct = index;// mask0 : 8bit
// mask1 : 14bit
// mask2 : 20bit
// mask3 : 26bit
// mask4 : 32bit
var partialIndex = ct & TimeNearMask;
if (partialIndex != 0)
{
return;
}
ct >>= TimeNearShift;
for (int i = 0; i >= TimeLevelShift;
continue;
}
ReAddAll(levelTimerNodes[i], partialIndex);
break;
}
}登录后复制
以上代码用c/c++重画后尝尝鲜味更佳。
实现大约就是这种了，接出来我们测一下究竟linux内核风格定时器比最小堆实现的定时器快了多少。
建立的测试用例和测试方式：
static IEnumerable BuildTestCases(uint first, uint second)
{
var rand = new Random();
for (int i = 0; i < first; i++)
{
yield return new TestCase()
{
Tick = (uint)rand.Next(256),
};
}
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
var begin = 1U << (8 + 6*i);
var end = 1U << (14 + 6*i);
for (int j = 0; j < rand.Next((int)second * (4 - i)); j++)
{
yield return new TestCase()
{
Tick = (uint)rand.Next((int)(begin+end)/2),
};
}
}
}登录后复制
{
var maxTick = cases.Max(c => c.Tick);
var results = new HashSet();
foreach (var c in cases)
{
TestCase c1 = c;
mgr.AddTimer(c.Tick, (timer, data) =>
{
if (mgr.FixedTicks == c1.Tick)
results.Add((uint) data[0]);
}, c.Id);
}
var begin = DateTime.Now;
for (int i = 0; i < maxTick+1; i++)
{
mgr.FixedTick();
}
var end = DateTime.Now;
}登录后复制
建立测试用例时的参数first指大于等于256tick的timer数目，second是指小于256tick的timer数目。
first固定为一千万的测试结果：
가속률의 변동폭은 그리 크지 않으며, 초가 계속 감소하면 시프트 빈도 증가로 인해 Linux 커널 타이머의 가속률이 실제로 점차 증가하게 됩니다.
초는 1000으로 고정됩니다:
첫 번째 테스트의 추론과 유사하게 256틱 내의 타이머 비율이 높을수록 최소 힙 타이머에 비해 이점이 커집니다.
최종 결론: 최소 힙 타이머에 비해 Linux 커널 타이머의 장점은 여전히 매우 중요하며 대부분의 경우 성능이 2배 이상이므로 사용하는 것이 좋습니다.
이번에는 코드를 githublinux 애플리케이션 타이머에 넣었는데, 구독 계정 글에 리눅스 소프트웨어에 대한 링크를 넣을 방법이 없기 때문에 백엔드가 Novel Jun에게 "timer"라는 메시지를 보내는 한, github 링크는 수동으로 응답됩니다. 이 프로젝트에는 산업용 Linux 스타일 타이머 구현 코드뿐만 아니라 Xiaoxiaojun이 구현한 이 타이머를 기반으로 하는 Unity3D 스타일 코루틴 세트도 포함되어 있습니다.
--커널 기술 영어 네트워크-지방에서 가장 권위 있는 커널 기술 교류 및 공유 서밋 설립
원본 주소 : 리눅스 커널 스타일 타이머 구현 이해 - 운영체제 - 커널 기술 영어 네트워크 - 지방에서 가장 권위 있는 커널 기술 교류 및 공유 서밋 구축 (저작권은 원저작자에게 귀속, 침해 및 삭제)
以上是定时器组件在游戏业务中的重要性及实现方式的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
