skynet源码分析之定时器skynet_timer.c
skynet自带定时器功能skynet-src/skynet_timer.c，在skynet启动时会创建一个线程专门跑定时器。每帧(0.0025秒/帧)调用skynet_updatetime()
1 // skynet-src/skynet_start.c
2
3 create_thread(&pid[1], thread_timer, m);
4
5 static void *
6 thread_timer(void *p) {
7 struct monitor * m = p;
8 skynet_initthread(THREAD_TIMER);
9 for (;;) {
10 skynet_updatetime();
11 CHECK_ABORT
12 wakeup(m,m->count-1);
13 usleep(2500); //2500微妙=0.0025秒
14 if (SIG) {
15 signal_hup();
16 SIG = 0;
17 }
18 }
19 ...
20 }1. 设计思想
skynet的设计思想参考Linux内核动态定时器的机制，参考Linux动态内核定时器介绍http://www.cnblogs.com/leaven/archive/2010/08/19/1803382.html，
在skynet里，时间精度是0.01秒，这对于游戏服务器来说已经足够了，定义1滴答=0.01秒，1秒=100滴答。其核心思想是：每个定时器设置一个到期的滴答数，与当前系统的滴答数(启动时是0，然后1滴答1滴答往后跳)比较差值，如果差值interval比较小（0<=interval<=2^8-1），表示定时器即将到来，需要严格关注，把它们保存在2^8个定时器链表里；如果interval越大，表示定时器越远，可以不用太关注，划分成4个等级，2^8<=interval<=2^(8+6)-1，2^(8+6)<=interval<=2^(8+6+6)，...，每个等级只需要2^6个定时器链表保存，比如对于2^8<=interval<=2^(8+6)-1的定时器，将interval>>8相同的值idx保存在第一个等级位置为idx的链表里。
这样做的优势是：不用为每一个interval创建一个链表，而只需要2^8+4*(2^6)个链表，大大节省了内存。
之后，在不同情况下，分配不同等级的定时器，等级越高，表示越遥远，需要重新分配的次数越少。
对于从事游戏客户端开发的朋友，界面开发很繁琐，客户端技术更新很快，很少能接触底层开发，想转型做游戏服务端开发的朋友，学习skynet可以了解服务器的整体架构流程，基础组件以及服务端的编程思维。
对于从事小游戏开发，skynet是一个轻量级游戏服务器框架，同时学习服务端，能进行全栈开发
关于Skynet这里给大家推荐一个学习视频，里面详细讲解了以下知识点内容，视频链接：https://ke.qq.com/course/2806743?flowToken=1030833
2. 源码分析
数据结构：timer->near，保存2^8个即将到来的定时器链表；timer->t，保存4个分级数组，数组的每一项是一个链表；timer->time保存从skynet启动到现在走过的滴答数
1 // skynet-src/skynet_timer.c
2 struct timer_event {
3 uint32_t handle;
4 int session;
5 };
6
7 struct timer_node { //单个定时器节点
8 struct timer_node *next;
9 uint32_t expire; //到期滴答数
10 };
11
12 struct link_list { //定时器链表
13 struct timer_node head;
14 struct timer_node *tail;
15 };
16
17 struct timer {
18 struct link_list near[TIME_NEAR];
19 struct link_list t[4][TIME_LEVEL];
20 struct spinlock lock;
21 uint32_t time; //启动到现在走过的滴答数，等同于current
22 ...
23 };调用skynet_timeout创建一个定时器
然后调用timer_add（第8行），给timer_node指针分配空间，timer_node结构里并没有timer_event字段，除了分配node自身大小外，额外再分配timer_event大小的空间用来存放event，之后通过node+1的位置可以获取到timer_event数据
然后调用add_node（第21行），添加到定时器链表里，如果定时器的到期滴答数跟当前比较近(<2^8)，表示即将触发定时器添加到T->near数组里，否则根据差值大小添加到对应的T->T[i]中
1 // skynet-src/skynet_timer.c
2 int
3 skynet_timeout(uint32_t handle, int time, int session) {
4 ...
5 struct timer_event event;
6 event.handle = handle;
7 event.session = session;
8 timer_add(TI, &event, sizeof(event), time);
9
10 return session;
11 }
12
13 static void
14 timer_add(struct timer *T,void *arg,size_t sz,int time) {
15 struct timer_node *node = (struct timer_node *)skynet_malloc(sizeof(*node)+sz);
16 memcpy(node+1,arg,sz);
17
18 SPIN_LOCK(T);
19
20 node->expire=time+T->time;
21 add_node(T,node);
22
23 SPIN_UNLOCK(T);
24 }
25
26 static void
27 add_node(struct timer *T,struct timer_node *node) {
28 uint32_t time=node->expire;
29 uint32_t current_time=T->time;
30
31 if ((time|TIME_NEAR_MASK)==(current_time|TIME_NEAR_MASK)) {
32 link(&T->near[time&TIME_NEAR_MASK],node);
33 } else {
34 int i;
35 uint32_t mask=TIME_NEAR << TIME_LEVEL_SHIFT;
36 for (i=0;i<3;i++) {
37 if ((time|(mask-1))==(current_time|(mask-1))) {
38 break;
39 }
40 mask <<= TIME_LEVEL_SHIFT;
41 }
42
43 link(&T->t[i][((time>>(TIME_NEAR_SHIFT + i*TIME_LEVEL_SHIFT)) & TIME_LEVEL_MASK)],node);
44 }
45 }每帧从T->near中触发到期的定时器链表，near数组里每一项的链表中的所有节点的到期滴答数是相同的。
调用dispatch_list进行分发，通过current+1获取timer_event数据（第18行），然后给event->handle push一条消息表示触发定时器（第25行）
1 // skynet-src/skynet_timer.c
2 static inline void
3 timer_execute(struct timer *T) {
4 int idx = T->time & TIME_NEAR_MASK;
5
6 while (T->near[idx].head.next) {
7 struct timer_node *current = link_clear(&T->near[idx]);
8 SPIN_UNLOCK(T);
9 // dispatch_list don't need lock T
10 dispatch_list(current);
11 SPIN_LOCK(T);
12 }
13 }
14
15 static inline void
16 dispatch_list(struct timer_node *current) {
17 do {
18 struct timer_event * event = (struct timer_event *)(current+1);
19 struct skynet_message message;
20 message.source = 0;
21 message.session = event->session;
22 message.data = NULL;
23 message.sz = (size_t)PTYPE_RESPONSE << MESSAGE_TYPE_SHIFT;
24
25 skynet_context_push(event->handle, &message);
26
27 struct timer_node * temp = current;
28 current=current->next;
29 skynet_free(temp);
30 } while (current);
31 }每帧除了触发定时器外，还需重新分配定时器所在区间(timer_shift)，因为T->near里保存即将触发的定时器，所以每TIME_NEAR-1（2^8-1）个滴答数才有可能需要分配（第22行）。否则，分配T->t中某个等级即可。
当T->time的第8位不全为0时，不需要分配，所以每2^8个滴答数才有需要分配一次；
当T->time的第9-14位不全为0时，重新分配T[0]等级，每2^8个滴答数分配一次，idx从1开始，每次分配+1；
当T->time的第15-20位不全为0时，重新分配T[1]等级，每2^(8+6)个滴答数分配一次，idx从1开始，每次分配+1；
当T->time的第21-26位不全为0时，重新分配T[2]等级，每2^(8+6+6)个滴答数分配一次，idx从1开始，每次分配+1；
当T->time的第27-32位不全为0时，重新分配T[3]等级，每2^(8+6+6+6)个滴答数分配一次，idx从1开始，每次分配+1；
即等级越大的定时器越遥远，越不关注，需要重新分配的次数也就越少。
1 // skynet-src/skynet_timer.c
2 static void
3 move_list(struct timer *T, int level, int idx) {
4 struct timer_node *current = link_clear(&T->t[level][idx]);
5 while (current) {
6 struct timer_node *temp=current->next;
7 add_node(T,current);
8 current=temp;
9 }
10 }
11
12 static void
13 timer_shift(struct timer *T) {
14 int mask = TIME_NEAR;
15 uint32_t ct = ++T->time;
16 if (ct == 0) {
17 move_list(T, 3, 0);
18 } else {
19 uint32_t time = ct >> TIME_NEAR_SHIFT;
20 int i=0;
21
22 while ((ct & (mask-1))==0) {
23 int idx=time & TIME_LEVEL_MASK;
24 if (idx!=0) {
25 move_list(T, i, idx);
26 break;
27 }
28 mask <<= TIME_LEVEL_SHIFT;
29 time >>= TIME_LEVEL_SHIFT;
30 ++i;
31 }
32 }
33 }3. 如何使用
在C层通过skynet_timeout创建一个定时器
在Lua层通过skynet.timeout创建一个定时器，比如，skynet.timeout(200, f)，即经过200个滴答数(2秒钟)后触发回调函数f。