C++后台服务如何高效实现多个定时器任务

大部分云端的后台服务，经常会使用到定时器功能来检测一些状态值的变化，且当定时器较多时，就需要设计统一的定时器管理模块来维护所有的定时器资源。然而要设计性能良好的定时器和管理模块，是需要一定的经验和技巧的，所以，姑且在此炫技一回，分享一下定时器模块设计的方法，主要从数据结构的角度来考虑。

采用自下而上的层次来设计，首先将每个定时器作为一个定时器节点的数据结构，结构体如下所示：

struct Node {
    time_t start_time;  //上一次触发的时间，用于比较是否到点
    int timerId; //定时器id，唯一标识
    int timeVal; //间隔多少秒执行一次
    int count;   //当前触发次数
    int total;   //总的触发次数
    bool type;    //是否无限循环
    bool isUsed;   //是否被使用了
    Timer* timerObj;  //执行定时任务的处理对象，其他使用到定时器的类需要以Timer作为基类
    Node* next_node;
    Node* prev_node;
}

定时器节点管理模块如下所示：

class Manager {
    Node* nodes;   //指向所有节点构成的数组的指针
    int maxCount;  //最大时间节点的数目
    int idleCount;  //空闲的时间节点数目
    Node idleHead;  //空闲节点的第一个节点，当申请创建新时间节点时，从这里取
    Node usedHead;  //当对所有定时器进行循环检测时，从这里开始
}

其对外提供的接口有：

1. 设置并启动定时器
2. 检测所有定时器任务是否间隔时间已经达到，达到后，则调用timerObj多态继承的基类函数来执行定时任务。

写在最后：为了使整个定时管理模块能够运行起来，应该设置一个线程来周期性的检测所有定时任务时间是否到达，一般情况会每秒检测一下，同时会与epoll网络模型结合起来用。

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