C++后台服務如何高效實現多個定時器任務

大部分雲端的后台服務，經常會使用到定時器功能來檢測一些狀態值的變化，且當定時器較多時，就需要設計統一的定時器管理模塊來維護所有的定時器資源。然而要設計性能良好的定時器和管理模塊，是需要一定的經驗和技巧的，所以，姑且在此炫技一回，分享一下定時器模塊設計的方法，主要從數據結構的角度來考慮。

采用自下而上的層次來設計，首先將每個定時器作為一個定時器節點的數據結構，結構體如下所示：

struct Node {
    time_t start_time;  //上一次觸發的時間，用於比較是否到點
    int timerId; //定時器id，唯一標識
    int timeVal; //間隔多少秒執行一次
    int count;   //當前觸發次數
    int total;   //總的觸發次數
    bool type;    //是否無限循環
    bool isUsed;   //是否被使用了
    Timer* timerObj;  //執行定時任務的處理對象，其他使用到定時器的類需要以Timer作為基類
    Node* next_node;
    Node* prev_node;
}

定時器節點管理模塊如下所示：

class Manager {
    Node* nodes;   //指向所有節點構成的數組的指針
    int maxCount;  //最大時間節點的數目
    int idleCount;  //空閑的時間節點數目
    Node idleHead;  //空閑節點的第一個節點，當申請創建新時間節點時，從這里取
    Node usedHead;  //當對所有定時器進行循環檢測時，從這里開始
}

其對外提供的接口有：

1. 設置並啟動定時器
2. 檢測所有定時器任務是否間隔時間已經達到，達到后，則調用timerObj多態繼承的基類函數來執行定時任務。

寫在最后：為了使整個定時管理模塊能夠運行起來，應該設置一個線程來周期性的檢測所有定時任務時間是否到達，一般情況會每秒檢測一下，同時會與epoll網絡模型結合起來用。