前言

博主这一段时间都没有更新博客，因为去抄 写了几个小的项目。接下来的几篇博客就当作是项目的总结吧。其中一个项目就是来自github的C++11版本WebServer。我实现的则放到了gitee上my_webserver 。

该项目应该也是吸取了最经典的TinyWebServer，主要由以下几个模块组成:

• 配置模块，一些基础的个性化配置。
• 日志模块，记录服务器信息，便于查看和修bug。
• 连接池，项目使用mysql数据库，使用连接池管理mysql连接。
• 线程池，执行任务。
• 时间堆，用于管理定时任务。
• epoller，linux下实现高并发的关键。
• 缓冲区，用于存储http请求和响应的数据。
• http模块，主要包括http请求，http响应，和管理http连接。
• webserver，服务器的主要逻辑。

接下来我会逐一分析markparticle的C++11版本的这些模块。在开始此系列博客之前，强烈推荐大家阅读游双大佬的《Linux高性能服务器编程》,关于这些模块的条条杠杠，不敢说100%，一大半的基础知识都来自这本书。

什么是定时器

服务器中的定时器和我们日常生活中的定时器概念一样，**即将一个事件与一个时间点绑定，时间点一到，就执行该事件。**比如，我想明天8点起床，就定了一个8点的定时器。当闹钟一响，我就会执行起床这个事件。那么，在编程中，时间点很容易表示，如何刻画一个事件呢？没错，就是函数。

void get_up(){
    }

这样就能在特定的时间点，执行特定的事件。

当然了，基于不同的任务，我们的时间点设置也会不同，也可能会有半小时以后，2天以后这样的相对时间点，也可能会有绝对时间点。

定时器的实现

服务器往往需要很多个定时任务，这时候就需要一种数据结构管理它们，这就是服务器需要时间管理器的原因。

如果有很多个定时任务，应该怎样管理它们呢？

显然，我们需要基于它们触发的时间先后进行排序，排在前面的事件先触发。而触发的规则又有不同。比如，可以让时间管理器按照一定的周期进行触发，每隔5s触发一次之类的。但是，这样的坏处就是，可能每次触发不一定有事件就绪，白白触发。基于这样一种考虑，我们设法获得下一次触发任务到现在的时间t，然后让时间管理器经过t之后去触发任务，此时至少有一个任务会被触发。

时间堆

作者实现的时间管理器使用的是堆。利用堆的性质，每次可以选取出最值的特点，每次选择时间节点最小的定时器出来执行，以此往复。
而关于时间方面，使用的是C++11引入的chrono库。

typedef std::function<void()> TimeoutCallBack;   //回调函数
typedef std::chrono::high_resolution_clock Clock; //时钟
typedef std::chrono::milliseconds MS;    //毫秒
typedef Clock::time_point TimeStamp;     //时间戳

struct TimerNode{
      //时间节点
  int id;
  TimeStamp expires;    //绝对时间
  TimeoutCallBack cb;
  
  bool operator<(const TimerNode& rhs){
       //用于比较
    return expires < rhs.expires;
  }
};

这里，先typedef了一些类型用于后续方便使用。也定义了时间结点。你可能会注意到，回调函数的类型是function<void()>，一个没有参数且没有返回值的函数。那么，如果你的定时任务需要参数怎么办？

我们默认回调函数没有返回值。因为回调函数可能带有任意类型的参数，所以干脆将其变成没有参数的，如果你的回调函数带有参数，你需要自己使用bind或者lambda进行封装。这个手法经常使用。

• id，用于标识一个时间结点，用来调整或者删除。
• expires，就是定时器触发的时间，这里使用的是时间戳。
• cb，即时间到之后要执行的任务。

对于时间堆，我们采用数组形式。在插入，调整，删除时间堆时，往往需要获得它们的下标，所以使用哈希存储时间节点id到数组下标的映射关系。

class Timer{
    
public:
//...
private:
std::vector<TimerNode> heap_;
std::unordered_map<int, int> ref_; //id -> index
};

而对于堆，自然要提供向下调整和向上调整的函数。而为了更好的调整ref_，手写了一个swap函数。

//向下调整法，在[index, n)中调整。不包括n！！！
bool Timer::SiftDown_(int index, size_t n);

//向上调整，原作者的size_t类型的index，可能在这里会有一个bug。
void Timer::SiftUp_(int index);

//交换下标i，j处的值，并调整ref_的映射。
void Timer::swap(int i, int j);

• 时间管理器肯定要提供一个增加定时器的函数add。该函数会向堆中增加一个定时器，如果该定时器已经存在，那么就更新该定时器。
• 也提供了调整定时器时间的函数，用新的时间刷新指定定时器。
• 删除定时器，暴露给外部的接口只会删除堆顶节点。该函数回去调用del_。

//增加定时器，如果定时器已经存在，则用new_expires和cb去更新该定时器。
void add(int id, int new_expires, const TimeoutCallBack& cb);

//调整定时器的触发时间
void adjust(int id, int timeout);

//删除堆顶节点
void pop();

//删除位置为index的节点。私有函数，不会被外部调用。
void del_(int index);

• 时间堆当然需要工作函数，用来触发到点的时间节点。
• 需要一个tick心跳函数，去检查时间堆，清除所有过期节点。
• 需要一个GetNextTick()函数，去获得下一次触发的时间，确保每次触发都会有事件就绪。

  void worker(int id);

  void tick();    //心跳函数

  int GetNextTick();