libevent源码剖析之十一（时间管理）

　　为了支持定时器， Libevent 必须和系统时间打交道，这一部分的内容也比较简单，主要涉及到时间的加减辅助函数、时间缓存、时间校正和定时器堆的时间值调整等。下面就结合源代码来分析一下。

　　1 初始化检测

　　Libevent 在初始化时会检测系统时间的类型，通过调用函数 detect_monotonic()完成，它通过调用 clock_gettime()来检测系统是否支持 monotonic 时钟类型：

　　static void detect_monotonic(void)

　　{

　　#if defined(HAVE_CLOCK_GETTIME) && defined(CLOCK_MONOTONIC)

　　struct timespec ts;

　　if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts)==0)

　　use_monotonic=1; // 系统支持monotonic时间

　　#endif

　　}

　　Monotonic 时间指示的是系统从 boot 后到现在所经过的时间，如果系统支持 Monotonic时间就将全局变量 use_monotonic 设置为 1，设置 use_monotonic 到底有什么用，这个在后面说到时间校正时就能看出来了。

　　2 时间缓存

　　结构体 event_base 中的 tv_cache，用来记录时间缓存。这个还要从函数 gettime()说起，先来看看该函数的代码：

　　static int gettime(struct event_base *base, struct timeval *tp)

　　{

　　// 如果tv_cache时间缓存已设置，就直接使用

　　if (base->tv_cache_sec) {

　　*tp=base->tv_cache;

　　return (0);

　　}

　　// 如果支持monotonic，就用clock_gettime获取monotonic时间

　　#if defined(HAVE_CLOCK_GETTIME) && defined(CLOCK_MONOTONIC)

　　if (use_monotonic) {

　　struct timespec ts;

　　if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts)==-1)

　　return (-1);

　　tp->tv_sec=ts_sec;

　　tp->tv_usec=ts_nsec / 1000;

　　return (0);

　　}

　　#endif

　　// 否则只能取得系统当前时间

　　return (evutil_gettimeofday(tp, NULL));

　　}

　　如果 tv_cache 已经设置，那么就直接使用缓存的时间；否则需要再次执行系统调用获取系统时间。

　　函数 evutil_gettimeofday()用来获取当前系统时间，在 Linux 下其实就是系统调用gettimeofday()； Windows 没有提供函数 gettimeofday，而是通过调用_ftime()来完的。

　　在每次系统事件循环中，时间缓存 tv_cache 将会被相应的清空和设置，再次来看看下面 event_base_loop 的主要代码逻辑：

　　int event_base_loop(struct event_base *base, int flags)

　　{

　　// 清空时间缓存

　　base->tv_cache_sec=0;

　　while(!done){

　　timeout_correct(base, &tv); // 时间校正

　　// 更新event_tv到tv_cache指示的时间或者当前时间（第一次）

　　// event_tv

　　gettime(base, &base->event_tv);

　　// 清空时间缓存-- 时间点1

　　base->tv_cache_sec=0;

　　// 等待I/O事件就绪

　　res=evsel->dispatch(base, evbase, tv_p);

　　// 缓存tv_cache存储了当前时间的值-- 时间点2

　　// tv_cache

　　gettime(base, &base->tv_cache);

　　// .. 处理就绪事件

　　}

　　// 退出时也要清空时间缓存

　　base->tv_cache_sec=0;

　　return (0);

　　}

　　时间 event_tv 指示了 dispatch()上次返回，也就是 I/O 事件就绪时的时间，第一次进入循环时，由于 tv_cache 被清空，因此 gettime()执行系统调用获取当前系统时间；而后将会更新为 tv_cache 指示的时间。

　　时间 tv_cache 在 dispatch()返回后被设置为当前系统时间，因此它缓存了本次 I/O 事件就绪时的时间（ event_tv）。

　　从代码逻辑里可以看出 event_tv 取得的是 tv_cache 上一次的值，因此 event_tv 应该小于tv_cache 的值。

　　设置时间缓存的优点是不必每次获取时间都执行系统调用，这是个相对费时的操作；在上面标注的时间点 2 到时间点 1 的这段时间（处理就绪事件时），调用 gettime()取得的都是tv_cache 缓存的时间。

　　3 时间校正

　　如果系统支持 monotonic 时间，该时间是系统从 boot 后到现在所经过的时间，因此不需要执行校正。

　　根据前面的代码逻辑，如果系统不支持 monotonic 时间，用户可能会手动的调整时间，如果时间被向前调整了（ MS 前面第 7 部分讲成了向后调整，要改正），比如从 5 点调整到了 3 点，那么在时间点 2 取得的值可能会小于上次的时间，这就需要调整了，下面来看看校正的具体代码，由函数 timeout_correct()完成：

　　static void timeout_correct(struct event_base *base, struct timeval *tv)

　　{

　　struct event **pev;

　　unsigned int size;

　　struct timeval off;

　　if (use_monotonic) // monotonic时间就直接返回，无需调整

　　return;

　　gettime(base, tv); // tv <---tv_cache

　　// 根据前面的分析可以知道event_tv应该小于tv_cache

　　// 如果tv < event_tv表明用户向前调整时间了，需要校正时间

　　if (evutil_timercmp(tv, &base->event_tv, >=)) {

　　base->event_tv=*tv;

　　return;

　　}

　　// 计算时间差值

　　evutil_timersub(&base->event_tv, tv, &off);

　　// 调整定时事件小根堆

　　pev=base->timeheap.p;

　　size=base->timeheap.n;

　　for (; size-- > 0; ++pev) {

　　struct timeval *ev_tv=&(**pev).ev_timeout;

　　evutil_timersub(ev_tv, &off, ev_tv);

　　}

　　base->event_tv=*tv; // 更新event_tv为tv_cache

　　}

　　在调整小根堆时，因为所有定时事件的时间值都会被减去相同的值，因此虽然堆中元素的时间键值改变了，但是相对关系并没有改变，不会改变堆的整体结构。因此只需要遍历堆中的所有元素，将每个元素的时间键值减去相同的值即可完成调整，不需要重新调整堆的结构。

　　当然调整完后，要将 event_tv 值重新设置为 tv_cache 值了。

　　4 总结

　　主要分析了一下 libevent 对系统时间的处理，时间缓存、时间校正和定时堆的时间值调整等，逻辑还是很简单的，时间的加减、设置等辅助函数则非常简单，主要在头文件 evutil.h中，就不再多说了。