專利名稱：一種定時器管理模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信技術領域，具體地，涉及一種定時器管理模塊。
背景技術：
服務質(zhì)量(Quality of Service,簡稱QoS),是網(wǎng)絡的一種安全機制，是用來解決網(wǎng)絡延遲和阻塞等問題的一種技術。在正常情況下，如果網(wǎng)絡只用于特定的無時間限制的應用系統(tǒng)，并不需要QoS，比如Web應用、或E-mail設置等。但是，對關鍵應用和多媒體應用就十分必要，例如，當網(wǎng)絡過載或擁塞時，QoS能確保重要業(yè)務量不受延遲或丟棄，同時保證網(wǎng)絡的高效運行。可見，QoS是現(xiàn)代網(wǎng)絡之間互連的協(xié)議(Internet Protocol，簡稱IP，中文簡稱為“網(wǎng)協(xié)”，也就是為計算機網(wǎng)絡相互連接進行通信而設計的協(xié)議)網(wǎng)絡設備的重要的功能，典型的QoS功能包括數(shù)據(jù)報文的調(diào)度和數(shù)據(jù)流的整形(shaping)。在QoS的數(shù)據(jù)流整形功能中，定時器是實現(xiàn)平滑和限制QoS數(shù)據(jù)流整形功能的必要資源。QoS的數(shù)據(jù)流整形功能涉及大量的運算，相比于軟件QoS實現(xiàn)數(shù)據(jù)流整形功能而言，硬件QoS —般可以提供更快的報文處理速度。隨著網(wǎng)絡處理器能力的發(fā)展和并行多核CPU技術的提高，軟件QoS不僅可以和硬件QoS媲美，同時具有成本低和使用靈活等優(yōu)點。不同于一般網(wǎng)絡協(xié)議的定時溢出要求，軟件QoS所需定時器的要求包括⑴精度高，定時分辨率可以到50-100us ;(2)數(shù)量大，可能同時需要幾萬個定時器；(3)操作速度快，定時器操作要盡量小地影響網(wǎng)絡設備端口的吞吐量。這些要求，使得定時器在軟件QoS環(huán)境下的實現(xiàn)極具挑戰(zhàn)性。在上述定時器管理技術中，一般包括四種操作，即創(chuàng)建定時器、刪除定時器、定時器溢出檢查和定時器溢出處理。其中，在定時器溢出處理操作中，當定時器溢出后，通常的處理方式是調(diào)用提前設置好的回調(diào)函數(shù)，基本不涉及管理開銷；另外三種操作(即創(chuàng)建定時器、刪除定時器與定時器溢出檢查)，都希望速度越快越好。由于軟件QoS所需定時器的數(shù)量較大，難免占用較多的內(nèi)存空間。另外，軟件QoS所需定時器一般采用單時間輪的管理方式，在單時間輪的定時器管理操作中，定時器溢出檢查花費的時間較長；并且，采用單時間輪的管理方式，除了可以實現(xiàn)線性查找外，沒有辦法區(qū)分當前槽內(nèi)事件應該現(xiàn)在處理或是在將來的輪回中處理。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在占用內(nèi)存空間大、溢出檢查時間長與難以確定當前活躍事件的處理時機等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種定時器管理模塊，至少可以應用于軟件QoS與網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流定時溢出管理等方面，以實現(xiàn)占用內(nèi)存空間小、溢出檢查時間短、擴展性強、以及易確定當前活躍事件的處理時機的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種定時器管理模塊，包括處理事件、的緊急程序自前至后依次降低、且包含的時間單位自前至后依次增大的多級時間輪；在所述多級時間輪中，后級時間輪的始端，掛接在與該后級時間輪相鄰的前級時間輪的末端。進一步地，所述多級時間輪，至少包括依次掛接的第一級時間輪、第二級時間輪與第三級時間輪，其中
所述第一級時間輪，用于采用單時間輪結(jié)構(gòu)，對當前活躍的短定時事件，根據(jù)預先設定的緊急程序進行處理；
所述第二級時間輪，用于采用復合時間輪結(jié)構(gòu)，對當前等待的短定時事件處理時機的緊急程序進行排布；并在相應短定時事件的處理時機到來時，將該相應短定時事件前移至第一級時間輪，根據(jù)第一級時間輪中預先設定的緊急程序進行處理；
所述第三級時間輪，用于采用單時間輪結(jié)構(gòu)，對當前等待的長定時事件，根據(jù)預先設定的緊急程序依次遷移至第二級時間輪及第一級時間輪，根據(jù)第一級時間輪中預先設定的緊 急程序進行處理。進一步地，所述第一級時間輪，包括構(gòu)成單時間輪結(jié)構(gòu)、且分別對應定時器的分辨率時間單位的第I至第256時間槽，所述第I至第256時間槽的索引依次為0-255。進一步地，在所述第I至第256時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應、且通過鏈表連接的定時事件。進一步地，所述第二級時間輪，包括構(gòu)成復合時間輪結(jié)構(gòu)的主時間輪，以及分別與所述主時間輪中每個時間槽對應、且依次掛接在所述主時間輪中多個時間槽下方的多個子時間輪。
進一步地，所述主時間輪，包括索引依次為0-63的第I至第64時間槽；所述主時間輪中的第I時間槽，與第一級時間輪的第256時間槽掛接；
所述多個子時間輪，包括依次掛接在第I至第64時間槽下方的第I至第64子時間輪。進一步地，在所述第I至第64子時間輪中，每個子時間輪的結(jié)構(gòu)與第一級時間輪的結(jié)構(gòu)相同，即每個子時間輪包括索引依次為0-255的第I至第256時間槽。進一步地，在所述第I至第256時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應、且通過鏈表連接的定時事件。進一步地，所述第三級時間輪，包括構(gòu)成單時間輪結(jié)構(gòu)的第I至第64時間槽，所述第I至第64時間槽的索引依次為0-63 ;所述第三級時間輪的第I時間槽，與第二級時間輪中主時間輪的第64時間槽掛接。進一步地，在所述第I至第64時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間 槽對應的定時事件鏈；
與所述第I至第64時間槽對應的第I至第64定時事件鏈，用于在相應的處理時機到來時，根據(jù)預設的緊急程序前移至第二級時間輪中對應的子時間輪中，再根據(jù)第一級時間輪中預設的緊急程序進行處理。本發(fā)明各實施例的定時器管理模塊，由于包括處理事件的緊急程序自前至后依次降低、且包含的時間單位自前至后依次增大的多級時間輪；在多級時間輪中，后級時間輪的始端，掛接在與該后級時間輪相鄰的前級時間輪的末端；與單時間輪實現(xiàn)的定時器管理相t匕，可以節(jié)省定時器溢出檢查花費的時間，并可以克服單時間輪實現(xiàn)時除了線性查找外沒有辦法區(qū)分當前槽內(nèi)事件應該現(xiàn)在處理或是在將來的輪回中處理的問題；與純復合時間輪實現(xiàn)的定時器管理相比，可以節(jié)省內(nèi)存空間，因為三級以上不是復合結(jié)構(gòu)；并且與軟件QoS用定時器的特點相配合，設置的長定時時間較少；從而可以克服現(xiàn)有技術中占用內(nèi)存空間大、溢出檢查時間長與難以確定當前活躍事件的處理時機的缺陷，以實現(xiàn)占用內(nèi)存空間小、溢出檢查時間短、擴展性強、以及易確定當前活躍事件的處理時機的優(yōu)點。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中 圖I為根據(jù)本發(fā)明定時器管理模塊的工作原理示意圖。結(jié)合附圖，本發(fā)明實施例中附圖標記如下
I-第一級時間輪；101_第I時間槽；2_第二級時間輪；200_主時間輪；202_第2子時間輪；264_第64子時間輪；3_第三級時間輪。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種定時器管理模塊。本實施例處理事件的緊急程序自前至后依次降低、且包含的時間單位自前至后依次增大的多級時間輪；在多級時間輪中，后級時間輪的始端，掛接在與該后級時間輪相鄰的前級時間輪的末端。這里，該定時器管理模塊，由于考慮到軟件QoS用定時器的數(shù)量較大的特點、以及大部分定時時間比較短(比如小于Is)的特殊性，設置多級時間輪，可以在內(nèi)存占用量上根據(jù)實際需要，靈活調(diào)整(相應地增加或減少)多級時間輪的數(shù)量，使得該定時器管理模塊在結(jié)構(gòu)上不占用過多的內(nèi)存空間、且具有合理的規(guī)模擴展性，達到處理速度快與適度利用內(nèi)存空間的有益效果。上述實施例的定時器管理模塊，可以由三級時間輪或更多級時間輪組成。如圖I所示，上述多級時間輪，至少可以包括依次掛接的第一級時間輪(如第一級時間輪I)、第二級時間輪(如第二級時間輪2)與第三級時間輪(如第三級時間輪3)，即，第三級時間輪的始端掛接在第二級時間輪的末端，第二級時間輪的始端掛接在第一級時間輪的末端；其中
第一級時間輪，用于采用單時間輪結(jié)構(gòu)，對當前活躍的短定時事件，根據(jù)預先設定的緊急程序進行處理；
第二級時間輪，用于采用復合時間輪結(jié)構(gòu)，對當前等待的短定時事件處理時機的緊急程序進行排布；并在相應短定時事件的處理時機到來時，將該相應短定時事件前移至第一級時間輪，根據(jù)第一級時間輪中預先設定的緊急程序進行處理；
第三級時間輪，用于采用單時間輪結(jié)構(gòu)，對當前等待的長定時事件，根據(jù)預先設定的緊急程序依次遷移至第二級時間輪及第一級時間輪，根據(jù)第一級時間輪中預先設定的緊急程序進行處理。
具體地，上述第一級時間輪，包括構(gòu)成單時間輪結(jié)構(gòu)、且分別對應定時器的分辨率時間單位的第I至第256時間槽(如第I時間槽101)，第I至第256時間槽的索引依次為0-255(為與計算機科學中二進制計數(shù)一致，每個時間輪中時間槽索引從0開始，如0-255代表256個時間槽)。在該第I至第256時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應、且通過鏈表連接的定時事件。這里，第一級時間輪時當前活躍的時間輪，由0-255共256個時間槽組成，每個時間槽對應定時器的分辨率時間單位，每個時間槽下掛有通過鏈表連接的定時事件，第0時間槽對應的定時事件是當前要處理的時間溢出事件。該第一級時間輪作為當前活躍的時間輪，在該當前活躍的時間輪中包含了與當前時間最接近的時間(即最近的時間)，當前時間也包含在該當前活躍的時間輪中某個時間槽(即當前時間槽)中；如果該當前時間槽中包含等待的定時事件，那么該等待的定時事件應對立即被處理。
上述第二級時間輪，包括構(gòu)成復合時間輪結(jié)構(gòu)的主時間輪(如主時間輪200)，以及分別與主時間輪中每個時間槽對應、且依次掛接在主時間輪中多個時間槽下方的多個子時間輪。這里，第二級時間輪采用復合結(jié)構(gòu)，是復合時間輪，包括一個主時間輪和多個子時間輪，主時間輪的每個時間槽可能存在一個子時間輪。例如，上述第二級時間輪中的主時間輪，可以包括索引依次為0-63的第I至第64時間槽；主時間輪中的第I時間槽，與第一級時間輪的第256時間槽掛接；對應地，上述第二級時間輪中的多個子時間輪，包括依次掛接在第I至第64時間槽下方的第I至第64子時間輪(如第2子時間輪202，第64子時間輪264)。在該第I至第64子時間輪中，每個子時間輪的結(jié)構(gòu)與第一級時間輪的結(jié)構(gòu)相同，即每個子時間輪包括索引依次為0-255的第I至第256時間槽。在該第I至第256時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應、且通過鏈表連接的定時事件。這里，第二級時間輪是復合時間輪，其中主時間輪由0-63共64個時間槽組成，每個時間槽對應一個像第一級一樣的子時間輪，也可以把第一級時間輪看作是第二級時間輪的一個子輪；第二級時間輪共代表256X64個時間單位；主時間輪上第i時間槽對應的從輪的第j時間槽上的定時事件要在從現(xiàn)在開始第256i+j個時間單位得到處理；i = O、I、…、63、j = 0，1、2、…、255。上述第三級時間輪，可以包括構(gòu)成單時間輪結(jié)構(gòu)的第I至第64時間槽，第I至第64時間槽的索引依次為0-63 ;第三級時間輪的第I時間槽，與第二級時間輪中主時間輪的第64時間槽掛接。在該第I至第64時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應的定時事件鏈；與第I至第64時間槽對應的第I至第64定時事件鏈，用于在相應的處理時機到來時，根據(jù)預設的緊急程序前移至第二級時間輪中對應的子時間輪中，再根據(jù)第一級時間輪中預設的緊急程序進行處理。這里，第三級時間輪沒有子時間輪，也有0-63共64個時間槽，代表256X64X64個時間單位，每個時間槽代表256X64個時間單位；每個時間槽掛有對應該時間槽的定時事件鏈，這些定時事件鏈中的定時事件，將來(即相應定時事件的處理時機到來時)在被處理前要移到第二級時間輪的相應子時間輪中。上述實施例的定時器管理模塊，與現(xiàn)有技術中的單時間輪實現(xiàn)方式相比，可以節(jié)省定時溢出檢測時間，且不存在單時間輪實現(xiàn)除了線性查找外沒有辦法區(qū)分當前槽內(nèi)事件應該現(xiàn)在處理或是在將來的輪回中處理的問題；與現(xiàn)有技術中純復合時間輪實現(xiàn)方式相t匕，可以節(jié)省內(nèi)存空間，因為三級時間輪以上的結(jié)構(gòu)不是復合時間結(jié)構(gòu)。另外，上述實施例的定時器管理模塊，充分考慮了軟件用QoS定時器的特點，使長定時時間較少；該定時器管理模塊，也適合于與位圖技術結(jié)合(用位圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中一位標記是否某個時間槽內(nèi)有等待事件，如果時間槽為空，即沒有等待事件，利用位圖算法很快地跳過這些空槽)，從而很快地跳過沒有定時事件的時間槽。綜上所述，本發(fā)明各實施例的定時器管理模塊，至少具有以下特點
⑴創(chuàng)建定時器時間復雜度為0(1):時間復雜度較低，不需要依賴于已創(chuàng)建的定時器的個數(shù)；
⑵刪除定時器可以簡單地實現(xiàn)即清除其定時溢出回調(diào)函數(shù)，而不用操作該定時器結(jié) 構(gòu)，時間復雜度也為0(1)；
⑶定時器溢出檢查大部分時間復雜度為0(1):軟件QoS用定時器的定時時間較短，絕大部部分在第一、二級時間輪內(nèi)解決；這個時間為常數(shù)，因為根據(jù)該定時器管理模塊的結(jié)構(gòu)，前兩級犧牲些內(nèi)存，使用復合結(jié)構(gòu)贏得了時間；只有不常見的長時間定時才會觸及三級以上，雖然三級以上的長定時事件在執(zhí)行前需要移到前兩級，但是這不經(jīng)常發(fā)生；
⑷良好的規(guī)模擴展性和限定的內(nèi)存使用因為三級以上為單時間輪，占據(jù)內(nèi)存空間有
限；
(5)周期定時器支持可以簡單地實現(xiàn)為當一次性定時器溢出后，創(chuàng)建新的一次性定時器。最后應說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種定時器管理模塊，其特征在于，包括處理事件的緊急程度自前至后依次降低、且包含的時間單位自前至后依次增大的多級時間輪；在所述多級時間輪中，后級時間輪的始端，掛接在與該后級時間輪相鄰的前級時間輪的末端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定時器管理模塊，其特征在于，所述多級時間輪，至少包括依次掛接的第一級時間輪、第二級時間輪與第三級時間輪，其中 所述第一級時間輪，用于采用單時間輪結(jié)構(gòu)，對當前活躍的短定時事件，根據(jù)預先設定的緊急程序進行處理； 所述第二級時間輪，用于采用復合時間輪結(jié)構(gòu)，對當前等待的短定時事件處理時機的緊急程序進行排布；并在相應短定時事件的處理時機到來時，將該相應短定時事件前移至第一級時間輪，根據(jù)第一級時間輪中預先設定的緊急程序進行處理； 所述第三級時間輪，用于采用單時間輪結(jié)構(gòu)，對當前等待的長定時事件，根據(jù)預先設定的緊急程序依次遷移至第二級時間輪及第一級時間輪，根據(jù)第一級時間輪中預先設定的緊急程序進行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定時器管理模塊，其特征在于，所述第一級時間輪，包括構(gòu)成單時間輪結(jié)構(gòu)、且分別對應定時器的分辨率時間單位的第I至第256時間槽，所述第I至第256時間槽的索引依次為0-255。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定時器管理模塊，其特征在于，在所述第I至第256時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應、且通過鏈表連接的定時事件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的定時器管理模塊，其特征在于，所述第二級時間輪，包括構(gòu)成復合時間輪結(jié)構(gòu)的主時間輪，以及分別與所述主時間輪中每個時間槽對應、且依次掛接在所述主時間輪中多個時間槽下方的多個子時間輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定時器管理模塊，其特征在于，所述主時間輪，包括索引依次為0-63的第I至第64時間槽；所述主時間輪中的第I時間槽，與第一級時間輪的第256時間槽掛接； 所述多個子時間輪，包括依次掛接在第I至第64時間槽下方的第I至第64子時間輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定時器管理模塊，其特征在于，在所述第I至第64子時間輪中，每個子時間輪的結(jié)構(gòu)與第一級時間輪的結(jié)構(gòu)相同，即每個子時間輪包括索引依次為0-255的第I至第256時間槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定時器管理模塊，其特征在于，在所述第I至第256時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應、且通過鏈表連接的定時事件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3或6所述的定時器管理模塊，其特征在于，所述第三級時間輪，包括構(gòu)成單時間輪結(jié)構(gòu)的第I至第64時間槽，所述第I至第64時間槽的索引依次為0-63 ；所述第三級時間輪的第I時間槽，與第二級時間輪中主時間輪的第64時間槽掛接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定時器管理模塊，其特征在于，在所述第I至第64時間槽中每個時間槽的下方，均掛接有與相應時間槽對應的定時事件鏈； 與所述第I至第64時間槽對應的第I至第64定時事件鏈，用于在相應的處理時機到來時，根據(jù)預設的緊急程序前移至第二級時間輪中對應的子時間輪中，再根據(jù)第一級時間輪中預設的緊急程序進行處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定時器管理模塊，典型的應用包括軟件QoS、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流定時溢出管理等，包括處理事件的緊急程度自前至后依次降低、且包含的時間單位自前至后依次增大的多級時間輪；在所述多級時間輪中，后級時間輪的始端，掛接在與該后級時間輪相鄰的前級時間輪的末端。本發(fā)明所述定時器管理模塊，可以克服現(xiàn)有技術中占用內(nèi)存空間大、溢出檢查時間長與難以確定當前活躍事件的處理時機等缺陷，以實現(xiàn)占用內(nèi)存空間小、溢出檢查時間短、擴展性強、以及易確定當前活躍事件的處理時機的優(yōu)點。
文檔編號H04L29/06GK102752282SQ201210174020
公開日2012年10月24日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者劉德明, 馬駿 申請人:蘇州云初網(wǎng)絡技術有限公司