基于epoll超时实现定时器功能，精度毫秒级，支持在指定超时时间结束之后执行回调函数。本章对应源码：https://github.com/zhongluqiang/sylar-from-scratch/releases/tag/v1.7.0。

《Linux高性能服务器编程.pdf》第11章对定时器有完整而详细地介绍，包括原理与代码实现，建议先阅读这章之后再来看sylar的定时器模块，以下关于定时器概述的内容基本直接摘抄于这章。

定时器概述

通过定时器可以实现给服务器注册定时事件，这是服务器上经常要处理的一类事件，比如3秒后关闭一个连接，或是定期检测一个客户端的连接状态。

定时事件依赖于Linux提供的定时机制，它是驱动定时事件的原动力，目前Linux提供了以下几种可供程序利用的定时机制：

1. alarm()或setitimer()，这俩的本质都是先设置一个超时时间，然后等SIGALARM信号触发，通过捕获信号来判断超时

2. 套接字超时选项，对应SO_RECVTIMEO和SO_SNDTIMEO，通过errno来判断超时

3. 多路复用超时参数，select/poll/epoll都支持设置超时参数，通过判断返回值为0来判断超时

4. timer_create系统接口，实质也是借助信号，参考man 2 timer_create

5. timerfd_create系列接口，通过文件描述符的形式操作定时器，可配合IO多路复用，参考man 2 timerfd_create

服务器程序通常需要处理众多定时事件，如何有效地组织与管理这些定时事件对服务器的性能至关重要。为此，我们要将每个定时事件分别封装成定时器，并使用某种容器类数据结构，比如链表、排序链表和时间轮，将所有定时器串联起来，以实现对定时事件的统一管理。

每个定时器通常至少包含两个成员：一个超时时间（相对时间或绝对时间）和一个任务回调函数。除此外，定时器还可以包括回调函数参数及是否自动重启等信息。

有两种高效管理定时器的容器：时间轮和时间堆，sylar使用时间堆的方式管理定时器。

几种定时器管理方式介绍

基于升序链表的定时器

所有定时器组织成双链表结构，链表成员包含超时时间，回调函数，回调函数参数，以及前后指针几项内容。

所有定时器在链表中按超时时间进行升序排列，超时时间短的在前，长的在后。每次添加定时器时，都要按超时时间将定时器插入到链表的指定位置。

程序运行后维护一个周期性触发的tick信号，比如利用alarm函数周期性触发ALARM信号，在信号处理函数中从头遍历定时器链表，发现当前定时器已超时时，记录下该定时器，然后将当前定时器删除。

执行所有超时定时器的回调函数。

以上就是一个基于升序链表的定时器管理方式，这种方式添加定时器的时间复杂度是O(n),删除定时器的时间复杂度是O(1)，执行定时任务的时间复杂度是O(1)。

时间轮

时间堆

sylar定时器设计

sylar的定时器依赖IO协程调度模块，通过多继承的方式给IO协程调度模块增加定时器管理功能，相当于给IOManager外挂了一个定时器管理器。

sylar的定时器基于epoll_wait超时实现，精度只支持毫秒级，因为epoll_wait的超时精度也只有毫秒级。

sylar的定时器包括一次性定时器，循环定时器，条件定时器。

大体思路是创建定时器时指定超时时间和回调函数，然后以当前时间加上超时时间计算出超时的绝对时间点，然后所有的定时器按这个超时时间点排序，从最早的时间点开始取出超时时间作为idle协程的epoll_wait超时时间，epoll_wait超时结束时把所有已超时的定时器收集起来，执行它们的回调函数。

sylar定时器实现

sylar的定时器模块整体比较简单，只需要维护好所有的定时。

一点讨论

sylar的定时器以gettimeofday()来获取绝对时间点并判断超时，所以依赖系统时间，如果系统进行了校时，比如NTP时间同步，那这套定时机制就失效了。sylar的解决办法是设置一个较小的超时步长，比如3秒钟，也就是epoll_wait最多3秒超时，如果最近一个定时器的超时时间是10秒以后，那epoll_wait需要超时3次才会触发。每次超时之后除了要检查有没有要触发的定时器，还顺便检查一下系统时间有没有被往回调。如果系统时间往回调了1个小时以上，那就触发全部定时器。个人感觉这个办法有些粗糙，其实只需要换个时间源就可以解决校时问题，换成clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW)的方式获取系统的单调时间，就可以解决这个问题了。