[发明专利]一种定时器管理模块

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及一种定时器管理模块。

背景技术

服务质量（Quality of Service，简称QoS），是网络的一种安全机制， 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web应用、或E-mail设置等。但是，对关键应用和多媒体应用就十分必要，例如，当网络过载或拥塞时，QoS 能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。

可见，QoS是现代网络之间互连的协议（Internet Protocol，简称IP，中文简称为“网协”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议）网络设备的重要的功能，典型的QoS功能包括数据报文的调度和数据流的整形（shaping）。

在QoS的数据流整形功能中，定时器是实现平滑和限制QoS数据流整形功能的必要资源。QoS的数据流整形功能涉及大量的运算，相比于软件QoS实现数据流整形功能而言，硬件QoS一般可以提供更快的报文处理速度。随着网络处理器能力的发展和并行多核CPU技术的提高，软件QoS不仅可以和硬件QoS媲美，同时具有成本低和使用灵活等优点。

不同于一般网络协议的定时溢出要求，软件QoS所需定时器的要求包括：⑴精度高，定时分辨率可以到50-100us；⑵数量大，可能同时需要几万个定时器；⑶操作速度快，定时器操作要尽量小地影响网络设备端口的吞吐量。这些要求，使得定时器在软件QoS环境下的实现极具挑战性。

在上述定时器管理技术中，一般包括四种操作，即创建定时器、删除定时器、定时器溢出检查和定时器溢出处理。其中，在定时器溢出处理操作中，当定时器溢出后，通常的处理方式是调用提前设置好的回调函数，基本不涉及管理开销；另外三种操作（即创建定时器、删除定时器与定时器溢出检查），都希望速度越快越好。

由于软件QoS所需定时器的数量较大，难免占用较多的内存空间。另外，软件QoS所需定时器一般采用单时间轮的管理方式，在单时间轮的定时器管理操作中，定时器溢出检查花费的时间较长；并且，采用单时间轮的管理方式，除了可以实现线性查找外，没有办法区分当前槽内事件应该现在处理或是在将来的轮回中处理。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在占用内存空间大、溢出检查时间长与难以确定当前活跃事件的处理时机等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种定时器管理模块，至少可以应用于软件QoS与网络数据流定时溢出管理等方面，以实现占用内存空间小、溢出检查时间短、扩展性强、以及易确定当前活跃事件的处理时机的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种定时器管理模块，包括处理事件的紧急程序自前至后依次降低、且包含的时间单位自前至后依次增大的多级时间轮；在所述多级时间轮中，后级时间轮的始端，挂接在与该后级时间轮相邻的前级时间轮的末端。

进一步地，所述多级时间轮，至少包括依次挂接的第一级时间轮、第二级时间轮与第三级时间轮，其中：

所述第一级时间轮，用于采用单时间轮结构，对当前活跃的短定时事件，根据预先设定的紧急程序进行处理；

所述第二级时间轮，用于采用复合时间轮结构，对当前等待的短定时事件处理时机的紧急程序进行排布；并在相应短定时事件的处理时机到来时，将该相应短定时事件前移至第一级时间轮，根据第一级时间轮中预先设定的紧急程序进行处理；

所述第三级时间轮，用于采用单时间轮结构，对当前等待的长定时事件，根据预先设定的紧急程序依次迁移至第二级时间轮及第一级时间轮，根据第一级时间轮中预先设定的紧急程序进行处理。

进一步地，所述第一级时间轮，包括构成单时间轮结构、且分别对应定时器的分辨率时间单位的第1至第256时间槽，所述第1至第256时间槽的索引依次为0-255。

进一步地，在所述第1至第256时间槽中每个时间槽的下方，均挂接有与相应时间槽对应、且通过链表连接的定时事件。

进一步地，所述第二级时间轮，包括构成复合时间轮结构的主时间轮，以及分别与所述主时间轮中每个时间槽对应、且依次挂接在所述主时间轮中多个时间槽下方的多个子时间轮。

进一步地，所述主时间轮，包括索引依次为0-63的第1至第64时间槽；所述主时间轮中的第1时间槽，与第一级时间轮的第256时间槽挂接；

所述多个子时间轮，包括依次挂接在第1至第64时间槽下方的第1至第64子时间轮。