[发明专利]定时器管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及定时器，更具体地说，涉及一种基于操作系统的定时器管理系统。

背景技术

定时器目前已经广泛应用于各个领域。例如，定时器是通信协议正常运行的基本要素之一，用于各种定时和帧重传的任务。现有的定时器几乎无一例外地使用了“相对时间”的概念，即相对于当前时间，定时器的“剩余时间”还有多少，如果为0则表明定时器已经超时，并发出超时通知。

现有较常用的定时器大多采用时间轮算法、定时器队列算法等。例如某一时刻存在四个已注册的定时器，它们的剩余时间分别为：8、10、15、18，则使用时间轮(假设采用8格一轮)算法的定时器结构如图1所示，使用定时器队列算法的定时器结构如图2所示。

时间轮算法采用的数据结构是哈希表，轮的格数即为哈希桶的个数，哈希函数即使用剩余时间对哈希桶的个数求模，相应的商即表示定时器要在轮转过这么多圈之后才超时。

定时器队列算法采用的数据结构是双向链表，以方便在任何节点之前进行插入操作。每次注册定时器需要从队头开始进行剩余时间的累加，直到累加时间超出本定时器的定时时长，这时可计算出本定时器的相对剩余时间，并插入到当前节点之前。

当出现大规模问题时，时间轮算法和定时器队列算法很难在定时器注册、注销和扫描这三个重要的操作之间取得令人满意的效率。下面是它们的算法时间复杂度分析：(n表示问题规模，m表示时间轮算法的哈希桶个数)

算法/操作注册注销扫描时间轮算法O(1)O(n+m)O(n/m)定时器队列算法O(n)O(n)O(1)

由上表可知时间轮算法具有很高的注册效率，但却有很低的注销效率，更进一步，其扫描效率与注销效率具有负相关性，并且一旦m固定，扫描效率与问题规模n线性相关。定时器队列算法具有很高的扫描效率，但注册和注销效率与问题规模线性相关。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述定时器管理方案中注册、注销及扫描效率无法兼顾的问题，提供一种基于操作系统的定时器及其实现方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种定时器管理系统，包括定时器注册单元、定时器注销单元以及定时器扫描单元；所述定时器注册单元，用于在接收到包含定时器ID的定时器注册请求时，计算绝对扫描频率记数并查找所述定时器注册表，所述定时器注册表的每一表项包括绝对扫描频率记数和注册集合地址，所述绝对扫描频率记数为当前扫描计数与定时时长之和；每一所述注册集合包括定时器ID；所述定时器注销单元，用于在接收到包含定时器ID的定时器注销请求时，从所述定时器注销表中获取包含所述定时器ID的表项并从与该表项对应的注册集合中删除所述定时器ID，然后将所述表项从定时器注销表中删除，所述定时器注销表的每一表项包括定时器ID以及注册集合地址；所述定时器扫描单元，用于在所述定时器注册表中绝对扫描频率记数最小的表项中的绝对扫描频率记数与当前扫描计数相等时，根据所述表项的注册集合地址获取对应的注册集合并向该注册集合中每个定时器ID相关联的定时器发出超时通知；