作者：码客（ygluu 卢益贵） 关键词：游戏服务器架构、匿名函数、高性能、异步定时器。
一、前言
本文主要介绍适用于MMO/RPG游戏服务端的、基于匿名函数做定时器回调函数的、高性能异步触发的定时器系统的设计方案，以解决常规线程loop-run-check模式的弊端。本文使用伪代码简明阐述理论。
二、系统框图
如图所示，本方案四大亮点：
1、Main-Thread一直Wait-Msg（堵塞模式），抛弃了常规的线程loop-run-check模式，避免了无意义的Run、Sleep、业务Obj众多时的桶轮询机制，最大的发挥线程性能。
2、Timer-Thread仅根据interval来检查和触发，同一个interval的多个定时器只触发一次事件入列（第④步）。这样当定时器数量达到百万级的时候，第④步产生的消息队列数量非常少（因为游戏场景下的interval数值范围是有限的），减少了高频触发导致的线程锁和线程唤醒的性能消耗。
3、兼顾成员函数指针和匿名函数形式的定时器回调函数，开发更加简单便捷。
4、在异步线程触发消息的情况下，能保证定时器回调的安全性（定时器宿主Obj和关联上下文数据的安全性）。
三、时间轮设计（间隔时间）
时间精度：accuracy = 50 （单位毫秒，自定义常量）
预期间隔时间：interval = accuracy *1, ... , accuracy * N
实际间隔时间: interval = interval / accuracy + accuracy * int( interval % accuracy)
四、业务obj对象设计
class obj
{obj(){m_timer = new timer(mgr);// 成员方法指针方式触发定时器m_timer->open(start_time, interval, trigger_count, on_timer); // 第①步// 匿名函数方式触发定时器m_timer->open(start_time, interval, trigger_count, // 第①步[](){});};~obj(){delete m_timer;};void on_timer(){};
};五、定时器类设计
class timer
{timer(mgr){m_mgr = mgr;};~timer(){clear();};uint64 open(start_time, interval, trigger_count, std:function<void(void)> callback){auto id = m_mgr(this, start_time, interval, trigger_count, callback); // 第②步m_timer_ids.add(id);return id;};void clear(){for (auto id : m_timer_ids){m_mgr->close(id);}m_timer_ids.clear();};close(id){m_timer_ids.del(id);m_mgr->close(id);};
};六、管理器类设计
class timer_mgr
{uint64 open(timer, start_time, interval, trigger_count, callback){auto id = ++id_count;interval = interval / accuracy;auto info = {id, timer, create_time, last_time, start_time, interval, trigger_count, callback};// 根据触发间隔时间来分类管理定时器（回调函数）auto infos = infos_by_interval.find(interval);infos.add(id, info);// 告诉定时器线程增加触发间隔时间timer_thread->add(interval); // 第③步return id;};close(id){auto info = info_by_id.find(id);auto infos = infos_by_interval.find(info->interval);infos.del(id);info_by_id.del(id);};// 第⑤步trigger(interval){auto infos = infos_by_interval.find(interval);for (auto info: infos){// 检查是否有延时启动时间if (info->start_time){if (get_tick_count()- info->create_time < info->create_time){continue;}// 下次不再进入本分支info->start_time = 0;} // call定时器回调函数 第⑥步info->callback();// 检查定时器寿命info->trigger_count++;if (info->trigger_count == 0){info->m_timer->m_timer_ids->del(id);infos .del(id);}}// 告诉定时器线程删除触发间隔时间if (infos->size() == 0){timer_thread->del(interval); // 第步}};
};七、定时器线程类设计
class timer_thread
{void add(interval){lock();if (!m_intervals.find(interval)) {m_intervals.add(m_intervals, {interval, get_tick_count()});}unlock();}void del(interval){lock();m_intervals.del(m_intervals);unlock();}void check(){auto now = get_tick_count();for (auto info: m_intervals){if (now - info->last_time) >= info->interval){info->interval = now;m_main_queue.push(info->interval); // 第④步}}}// 线程启动省略
};