Linux C/C++定时器实现与原理（一）——链表

一. 定时器简介

服务器程序一般需要处理三种时间，分别是：网络I/O事件，信号事件，定时器事件。一个服务器往往需要同时管理多个定时事件，所以需要一个数据结构有效的管理定时事件，以实现对于定时事件的统一管理。

二. 定时器通用接口

一般来说，定时器都需要以下接口方便对于定时器的管理。

        

同时，定时器节点中的元素至少有超时时间和超时要执行的回调函数。

三. 链表定时器的实现

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// Created by Administrator on 2022/4/28 0028.
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#ifndef TIMER_LIST_TIMER_H
#define TIMER_LIST_TIMER_H
#include <ctime>

typedef void (*callback)(void *arg);

struct user_data {
  int number;
};

typedef struct node {
  int expire;        // 超时时间
  callback cb;       // 回调函数
  void *data;     // 传入回调函数数据
  node *pre;         // 前一个指针
  node *next;        // 后一个指针

  node(int expire, callback cb, void *arg) {
    this->expire = expire;
    this->cb = cb;
    this->data = arg;
    pre = nullptr;
    next = nullptr;
  }
}node;

class list_timer {
private:
  node *head;
  node *tail;

  void add_timer(node *node, struct node *list);
public:
  // 定时器初始化
  list_timer();
  // 定时器销毁
  ~list_timer();
  // 添加定时器
  void add_timer(node *node);
  // 调整定时器
  void adjust_timer(node *node);
  // 删除定时器
  void delete_timer(node *node);
  // 更新定时器
  void upgrade_timer();
  // 查找最近的定时器
  node *find_nearest_node();
};


#endif //TIMER_LIST_TIMER_H

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// Created by Administrator on 2022/4/28 0028.
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#include "List_Timer.h"

list_timer::list_timer() {
  head = tail = nullptr;
}

list_timer::~list_timer() {
  node *temp = head;
  while (temp) {
    head = head->next;
    head->pre = nullptr;
    delete temp;
    temp = head;
  }
}

void list_timer::add_timer(node *node, struct node *list) {
  struct node *temp = list;
  while (temp && temp->expire < node->expire) {
    temp = temp->next;
  }
  if (!temp) {
    tail->next = node;
    node->pre = tail;
    tail = node;
    return;
  }
  if (temp == head) {
    node->next = head;
    head->pre = node;
    head = node;
    return;
  }
  struct node *pre_node = temp->pre;
  pre_node->next = node;
  node->pre = pre_node;
  node->next = temp;
  temp->pre = node;
}

void list_timer::add_timer(node *node) {
  if (!node) {
    return;
  }
  if (!head) {
    head = tail = node;
  } else {
    add_timer(node, head);
  }
}

void list_timer::adjust_timer(node *node) {
  if (!node) {
    return;
  }
  struct node *temp = node->next;
  if (!temp || temp->expire > node->expire) {
    return;
  }
  if (node == head) {
    head = head->next;
    head->pre = nullptr;
    node->next = nullptr;
    add_timer(node, head);
  } else {
    node->pre->next = node->next;
    node->next->pre = node->pre;
    node->pre = node->next = nullptr;
    add_timer(node, temp);
  }
}

void list_timer::delete_timer(node *node) {
  if (node == head && node == tail) {
    delete node;
    head = tail = nullptr;
    return;
  }
  if (node == head) {
    head = head->next;
    head->pre = nullptr;
    delete node;
    return;
  }
  if (node == tail) {
    tail = tail->pre;
    tail->next = nullptr;
    delete node;
    return;
  }
  node->pre->next = node->next;
  node->next->pre = node->pre;
  delete node;
}

void list_timer::upgrade_timer() {
  if (!head) {
    return;
  }
  time_t cur = time(nullptr);
  node *temp = head;
  while (temp && temp->expire < cur) {
    head = head->next;
    if (head) {
      head->pre = nullptr;
    }
    temp->cb(temp->data);
    delete temp;
    temp = head;
  }
}

node *list_timer::find_nearest_node() {
  return head;
}