BIND9源码分析之定时器timer
BIND中有一些操作是定时任务，server.c的run_server函数中创建了三个定时任务，分别执行interface_timer_tick、heartbeat_timer_tick和pps_timer_tick；其他模块中还有很多时间任务。
我们知道linux中的定时器可以用条件变量实现（用其中的pthread_cond_timedwait函数），这里有一个简单实现。BIND中的定时器也是用条件变量实现的，只不过稍微复杂一点。
定时器的实现文件时timer.h和timer.c，位于lib/isc目录下。
一、定时器管理器isc_timermgr ns_g_timermgr
所有的定时器timer由一个全局变量ns_g_timermgr管理，ns_g_timermgr的数据结构如下：
struct isc__timermgr {
/* Not locked. */
isc_timermgr_t common;
isc_mem_t * mctx;
isc_mutex_t lock;
/* Locked by manager lock. */
isc_boolean_t done;
LIST(isc__timer_t) timers;
unsigned int nscheduled;
isc_time_t due;
#ifdef USE_TIMER_THREAD
isc_condition_t wakeup;
isc_thread_t thread;
#endif /* USE_TIMER_THREAD */
#ifdef USE_SHARED_MANAGER
unsigned int refs;
#endif /* USE_SHARED_MANAGER */
isc_heap_t * heap;
};
其中common是timermgr的functions；
mtx是timermgr的内存分配器，它负责timermgr的内存分配和回收；
lock是timermgr的互斥锁，用来在多线程中保护done,timers,nscheduled等数据；
timers是timermgr管理timer，BIND中分三类timer，分别是定时执行的ticker、只执行一次的once、限制执行次数的limited和非活动的inactive，刚创建的timer都是inactive类型的，之后用isc_timer_reset将其变为前三种；
due是该事件管理器中所有时间的最小的到期时间（绝对时间）；
wakeup是用来实现定时任务的条件变量；
thread是执行定时任务调度的线程；
refs是该timermgr的引用计数
heap是一些供调度的timer按照过期时间组成的一个小根堆。
定时器管理器ns_g_timermgr只在server.c的create_managers中创建一次，创建时调用isc_timermgr_create函数。
isc_timermgr_create：
初始化各变量；
启用线程thread执行函数run。run线程是真正执行时间调度的线程，它获取当前的绝对时间now，然后调用dispatch(manager, now)做时间调度，之后如果没有要调度的时间了就用pthread_cond_wait等待直到有新的时间到达；如果还有要调度的时间，则调用pthread_cond_timedwait等待最近的那个timer的到期时间(保存在manager->due中)。
dispatch(manage, now)是真正做timer调度的函数，它从manager的堆heap中取出堆顶的timer，然后判断当前时间now是否大于了timer的过期时间due，如果不大于，则更新manager->due；如果now超过了timer的过期时间，则根据timer的类型做各种判断，判断是否需要重新调度，判断是否需要为此分发事件…..如果需要为此timer分发事件，则调用isc_event_allocate新建一个事件，然后调用isc_task_send将此event分发到任务系统中，此时任务系统中监听的线程就会执行为此timer绑定的函数。
之后将此timer从manager->heap中取出，将它管理的timer数量减一，如果需要重新调度，则调用schedule重新调度此timer。
schedule：
它的主要任务是将一个timer加入到调度堆中。中间需要做一些时间的修正，如果需要唤醒thread线程，则调用pthread_cond_signal唤醒thread线程。
与schedule相对应的是deschedule，它将一个线程从manager->heap中删除，并唤醒thread线程
二、时间类timer
时间对象timer是timer manager管理的单位，BIND中分三类timer，分别是定时执行的ticker、只执行一次的once、限制执行次数的limited和非活动的inactive，刚创建的timer一般都是inactive类型的，之后用isc_timer_reset将其变为前三种中的一种。
下面看看timer的数据结构：
struct isc__timer {
/*! Not locked. */
isc_timer_t common;
isc__timermgr_t * manager;
isc_mutex_t lock;
/*! Locked by timer lock. */
unsigned int references;
isc_time_t idle;
/*! Locked by manager lock. */
isc_timertype_t type;
isc_time_t expires;
isc_interval_t interval;
isc_task_t * task;
isc_taskaction_t action;
void * arg;
unsigned int index;
isc_time_t due;
LINK(isc__timer_t) link;
};
其中common是timer的functions；references是timer的引用计数；idle 空闲时间，它是once类型timer独有的；type是timer的类型；expires 过期时间，它是once类型timer独有的；interval 是时间间隔，比如tick类型的时间需要隔多久执行一次；task是该timer要执行的任务，action是任务要执行的函数，arg是其参数；index是timer在manager的小根堆heap中的索引；due是该timer的到期时间；link指向它在manager的timer链表中的下一个timer。
timer最主要的操作是isc_timer_create和isc_timer_reset。它们分别创建和设置时间对象。
isc_timer_create: 主要任务是为timer对象赋值，并根据不同的timer类型做不同的操作，后面有流程图。
isc_timer_reset：改变timer的一些属性。
三、timer的生命周期
这节看看BIND9中有代表性的几个timer的生命周期
ticker类型
ticker类型的timer每隔interval被分发到事件驱动中
server中有三个ticker类型的timer，他们分别是interface_timer, heartbeat_timer和pps_timer。 拿interface_timer做分析：
1，首先在run_server中被初始化:
isc_timer_create(ns_g_timermgr, isc_timertype_inactive, NULL, NULL, server->task, interface_timer_tick,server, &server->interface_timer)
在isc_timer_create中，为它初始化各成员后，只是简单地将它加入到timer manager的timers队列中。
2，之后在load_configuration中被reset为ticker类型
isc_timer_reset(server->interface_timer, isc_timertype_ticker,NULL, &interval, ISC_FALSE)
在isc_timter_reset中，为它的interval成员赋值&interval
3，然后调用schedule将其加入调度队列：
schedule(timer, &now, ISC_TRUE)
在schedule中，为其分配到期时间due=now+interval；如果它未被调度过，就调用isc_heap_insert(manager->heap, timer)
将它插入到timer manager的调度堆heap中，如果已经在调度堆中存在，则看它上次的过期时间是否到（timer->due>due?）如果到了，则将它从堆中floatup，否则sinkdown；最后根据情况唤醒timer manager中执行run的thread线程
4，在thead线程中，线程首先检查它的到期时间timer->due是否到(timer->due>now?)，如果到了，则为它分配新的事件
event = (isc_timerevent_t *)isc_event_allocate(manager->mctx, timer,type,timer->action,timer->arg,sizeof(*event));
然后调用
isc_task_send(timer->task,ISC_EVENT_PTR(&event))
将它加入到事件驱动器中。
把它从heap中取出，然后重新调用schedule(timer, now, ISC_FALSE);将它加入到下一次调度中。
once类型
once类型的timer在它的空闲时间idle超过interval的时候，或者现在的时间now超过了expires时间的时候，被分发到事件驱动中。
client中有一个执行client_timeout的timer，拿它做分析：
1，首先创建它
isc_timer_create(manager->timermgr, isc_timertype_inactive, NULL, NULL, client->task, client_timeout,client, &client->timer);
2，然后reset它
isc_timer_reset(client->timer, isc_timertype_once, NULL, &interval, ISC_FALSE);
3，在isc_timer_reset中，调用isc_time_add(&now, interval, &timer->idle);将它的等待时间idle置为now+interval；然后调用schedule(timer, &now, ISC_TRUE)将它加入调度队列
4，在schedule中，将它的due设置为0，然后把它加入到timer manager的heap中，然后根据情况唤醒thread线程
5，在thread线程中，为它分配新事件并加入到事件驱动中，之后并不对它做下一次调度。
