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C++实现时间轮定时器
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了C++实现时间轮定时器，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含6875字，纯文字阅读大概需要10分钟。
内容图文
根据网上介绍了解原理后自己写的一个定时器，如有不足望指正
1
//TimeWheel.h
2
#pragma once
3 #include <iostream>
4 #include <windows.h>
5 #include <array>
6 #include <list>
7 #include <atomic>
8 #include <thread>
9 #include <mutex>
10 #include <assert.h>
11 #include <functional>
12usingnamespace std;
13 14#define _SYNCHRONIZE 1 //同步 15#define _ASYNCHRONOUS_SINGLE_THREAD 2 //异步单线程 16#define _ASYNCHRONOUS_MULTITHREADING 3 //异步多线程 17//模式(自由选择) 18#define _MODE _ASYNCHRONOUS_SINGLE_THREAD
19 20#define _MAX_LEVEL 4 //最大层级 21#define _LEVEL 4 //层级 22 23#if (_LEVEL <= _MAX_LEVEL)
24class TimeWheel final
25{
26private:
27//事件信息 28 typedef struct _timerInfo
29 {
30 UINT level; //存在层级 31 UINT groove; //存在槽数 32bool once; //是否只执行一次 33 function<void()> func; //事件回调 34 array<UINT, _LEVEL> time; //事件层级(小到大) 35 }TIMEINFO, * TIMEINFO_PTR;
36 37static unique_ptr<TimeWheel> _me; //实例指针 38 mutex _lock; //线程锁 39 condition_variable _condition; //条件变量 40 array<USHORT, _LEVEL> _grooveNum; //层级槽数 41 array<USHORT, _LEVEL> _pointer{ 0 }; //层级指针 42 UINT _tick; //滴答(单位:毫秒) 43 list<_timerInfo>* _eventList[_LEVEL]; //事件列表 44 atomic<UINT> _taskNum{ 0 }; //当前任务数 45 atomic<bool> _isInit{ false }; //是否初始化 46 atomic<bool> _isRun{ true }; //是否正在运行 47protected:
48 TimeWheel() = default;
49 TimeWheel(CONST TimeWheel&) = delete;
50 TimeWheel& operator =(CONST TimeWheel&) = delete;
51public:
52 ~TimeWheel() {
53 _isRun = false;
54 };
55//获取实例 56static TimeWheel& getInstance() {
57static once_flag _flag;
58 call_once(_flag, [&]() {
59 _me.reset(new TimeWheel);
60 });
61return *_me;
62 }
63//销毁 64void destroy() {
65 _me.reset(nullptr);
66 }
67 68//初始化数据(tick: 滴答, grooveNum: 槽数) 69void init(UINT tick, array<USHORT, _LEVEL>& grooveNum);
70//添加定时事件(time: 秒) 71 template<typename Func, typename... Args>
72 auto addTimer(FLOAT time, BOOL loop, Func&& func, Args&& ... args);
73//清除定时事件 74void clearTimer(list<_timerInfo>::iterator timer);
75};
76 77//添加定时事件 78 template<typename Func, typename... Args>
79 auto TimeWheel::addTimer(FLOAT time, BOOL loop, Func&& func, Args&& ... args)
80{
81if (!_isInit) throw runtime_error("未初始化");
82//毫秒数 83 UINT ms = 1000 * time;
84//最大时间单位 85char maxUnit = -1;
86 TIMEINFO timerEvent;
87//计算各层级时间 88for (int i = _LEVEL-1; i > -1; --i)
89 {
90//获取下一级时间单位 91 UINT timeUnit = _tick;
92for (int j = 0; j < i; timeUnit *= _grooveNum[j++]);
93//计算轮数 94 timerEvent.time[i] = ms / timeUnit;
95//更新剩余时间 96if (timerEvent.time[i] > 0)
97 {
98 ms -= timerEvent.time[i] * timeUnit;
99if (maxUnit == -1)
100 maxUnit = i;
101 }
102 }
103//设置事件数据104 assert(maxUnit != -1);
105 timerEvent.level = maxUnit;
106 timerEvent.func = bind(forward<Func>(func), forward<Args>(args)...);
107 timerEvent.once = loop;
108 {
109 lock_guard<mutex> lock{ _lock };
110 timerEvent.groove = timerEvent.time[timerEvent.level] + _pointer[timerEvent.level];
111//加入事件列表112 _eventList[timerEvent.level][timerEvent.groove].emplace_back(timerEvent);
113 }
114 ++_taskNum;
115//唤醒线程116 _condition.notify_one();
117return --_eventList[timerEvent.level][timerEvent.groove].end();
118}
119#endif
1
//
TimeWheel.cpp
2 #include "TimeWheel.h" 3#if (_LEVEL <= _MAX_LEVEL)
4 unique_ptr<TimeWheel> TimeWheel::_me;
5 6//初始化数据(tick: 滴答, grooveNum: 槽数) 7void TimeWheel::init(UINT tick, array<USHORT, _LEVEL>& grooveNum)
8{
9 _tick = tick;
10//初始化槽/各层级槽数 11for (int i = 0; i < _LEVEL; _eventList[i] = new list<_timerInfo>[grooveNum[i]], _grooveNum[i] = grooveNum[i], ++i);
12//启动时间轮 13 auto loop = new thread([this]()
14 {
15while (_isRun)
16 {
17 unique_lock<mutex> lock{ _lock };
18do{
19 _condition.wait(lock, [this] { return _taskNum.load() != 0; });
20//二次检测 21 } while (_taskNum == 0);
22//滴答指针 23 this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(_tick));
24//事件更新函数 25 auto runTask = [this](UINT __index) {
26//cout << "下标" << __index << " 指针：" << _pointer[__index] << endl; 27 auto& taskList = _eventList[__index][_pointer[__index]];
28if (!taskList.empty())
29 {
30for (list<_timerInfo>::iterator it = taskList.begin(); it != taskList.end();)
31 {
32//检测剩余时间 33 BOOL surplusTime = false;
34for (int i = __index - 1; i >= 0; --i)
35 {
36if (it->time[i] > 0)
37 {
38//更新事件时间及存在层级 39 surplusTime = true;
40 it->time[__index] = 0;
41 it->level = i;
42break;
43 }
44 }
45//存在剩余时间 46if (surplusTime)
47 {
48//加入事件列表 49 it->groove = it->time[it->level] + _pointer[it->level];
50 _eventList[it->level][it->groove].push_back(*it);
51 it = taskList.erase(it);
52 }
53//无剩余时间 54else 55 {
56#if (_MODE == _ASYNCHRONOUS_MULTITHREADING)
57 auto task = new thread([&](function<void()>&& func)
58 {
59 cout << "执行函数" << endl;
60 func();
61 }, it->func);
62#else 63 it->func();
64#endif 65if (it->once)
66 {
67 cout << "删除迭代器" << endl;
68 it = taskList.erase(it);
69 --_taskNum;
70//如果没有任务 71if (_taskNum == 0)
72return;
73 }
74else 75 ++it;
76 }
77 }
78 }
79 };
80//执行函数 81 auto runTaskFunc = [&](UINT _index)
82 {
83#if (_MODE == _ASYNCHRONOUS_SINGLE_THREAD || _MODE == _ASYNCHRONOUS_MULTITHREADING)
84 auto task = new thread([&](UINT&& ___index)
85 {
86 runTask(___index);
87 }, _index);
88#else 89 runTask(_index);
90#endif 91 };
92//更新指针 93 UINT index = 0;
94 function<void(UINT&, bool)> upadtePointer;
95 upadtePointer = [&](UINT& __index, bool __runtasks)
96 {
97if (__index > _LEVEL) return;
98if (_pointer[__index] < _grooveNum[__index])
99 {
100 ++_pointer[__index];
101//上级指针更新102if (_pointer[__index] == _grooveNum[__index])
103 {
104 _pointer[__index++] = 0;
105 runTaskFunc(__index);
106 upadtePointer(__index, false);
107return;
108 }
109if (__runtasks)
110 runTaskFunc(__index);
111 }
112 };
113 upadtePointer(index, true);
114 }
115 });
116 _isInit = true;
117}
118119//清除定时事件120void TimeWheel::clearTimer(list<_timerInfo>::iterator timer)
121{
122if (!_isInit) throw runtime_error("未初始化");
123 _eventList[timer->level][timer->groove].erase(timer);
124 --_taskNum;
125}
126#endif
1
//
main.cpp
2 #include "TimeWheel.h" 3 4int main(int argc, TCHAR* argv[])
5try{
6//-------------------------------------初始化数据 7 auto&& timer = TimeWheel::getInstance();
8 array<USHORT, 4> grooveNum{ 5,60,60,24 };
9 timer.init(200, grooveNum);
10//当前时间11 OtherTools::getLocalTime();
12 auto timer1 = timer.addTimer(5, true, [&]() {
13 printf("执行任务timer2\n");
14 OtherTools::getLocalTime();
15//timer.clearTimer(timer1);16 });
17}
18catch (exception err)
19{
20 cout <<"Main Error: exception type -> "<< err.what() << endl;
21 }
原文：https://www.cnblogs.com/muzzik/p/11441244.html
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的C++实现时间轮定时器全部内容，希望文章能够帮你解决C++实现时间轮定时器所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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来源：【匿名】