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C++定时器的实现之格式修订版
在上一篇文章里，我分享了关于C++线程池的实现的内容。今天，我们来讲下C++定时器的实现。
个人认为一个完备的定时器需要有如下功能：
在某一时间点执行某一任务
在某段时间后执行某一任务
重复执行某一任务N次，任务间隔时间T
那么如何实现定时器呢？下面是我自己实现的定时器逻辑，源码链接最后会附上。
优先级任务队列：队列中存储任务，每个任务会添加时间戳，最近的时间戳的任务会先出队。
锁和条件变量：当有任务需要执行时，用于通知正在等待的线程从任务队列中取出任务执行。
线程池：各个任务会放在线程池中执行。
下面是相关代码：
class TimerQueue { public: struct InternalS { std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> time_point_; std::function<void()> func_; bool operator<(const InternalS& b) const { return time_point_ > b.time_point_; } }; enum class RepeatedIdState { kInit = 0, kRunning = 1, kStop = 2 };
private: std::priority_queue<InternalS> queue_; bool running_ = false; std::mutex mutex_; std::condition_variable cond_;
wzq::ThreadPool thread_pool_;
std::atomic<int> repeated_func_id_; wzq::ThreadSafeMap<int, RepeatedIdState> repeated_id_state_map_;};初始化在构造函数中初始化，主要是配置好内部的线程池，线程池中常驻的线程数目前设为4。
TimerQueue() : running_(true), thread_pool_(wzq::ThreadPool::ThreadPoolConfig{4, 4, 40, std::chrono::seconds(4)}) { repeated_func_id_.store(0);}如何开启定时器功能打开内部的线程池功能，用于执行放入定时器中的任务，同时新开一个线程，循环等待任务到来后送入线程池中执行。
bool Run() { bool ret = thread_pool_.Start(); if (!ret) { return false; } std::thread([this]() { RunLocal(); }).detach(); return true;}
void RunLocal() { while (running_) { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); if (queue_.empty()) { cond_.wait(lock); continue; } auto s = queue_.top(); auto diff = s.time_point_ - std::chrono::high_resolution_clock::now(); if (std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(diff).count() > 0) { cond_.wait_for(lock, diff); continue; } else { queue_.pop(); lock.unlock(); thread_pool_.Run(std::move(s.func_)); } }}如何关闭定时器功能这里是使用running_标志位控制，标志位为false，调度线程的循环就会自动退出，就不会继续等待任务执行。
void Stop() { running_ = false; cond_.notify_all();}如何在某一时间点执行任务根据时间戳构造InternalS，放入队列中：
template <typename F, typename... Args>void AddFuncAtTimePoint(const std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock>& time_point, F&& f, Args&&... args) { InternalS s; s.time_point_ = time_point; s.func_ = std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...); std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); queue_.push(s); cond_.notify_all();}如何在某段时间后执行任务根据当前时间加上时间段构造出时间戳从而构造InternalS，放入队列中：
template <typename R, typename P, typename F, typename... Args>void AddFuncAfterDuration(const std::chrono::duration<R, P>& time, F&& f, Args&&... args) { InternalS s; s.time_point_ = std::chrono::high_resolution_clock::now() + time; s.func_ = std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...); std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); queue_.push(s); cond_.notify_all();}如何循环执行任务首先为这个循环任务生成标识ID，外部可以通过ID来取消此任务继续执行，代码如下，内部以类似递归的方式循环执行任务。
template <typename R, typename P, typename F, typename... Args>int AddRepeatedFunc(int repeat_num, const std::chrono::duration<R, P>& time, F&& f, Args&&... args) { int id = GetNextRepeatedFuncId(); repeated_id_state_map_.Emplace(id, RepeatedIdState::kRunning); auto tem_func = std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...); AddRepeatedFuncLocal(repeat_num - 1, time, id, std::move(tem_func)); return id;}
int GetNextRepeatedFuncId() { return repeated_func_id_++; }
template <typename R, typename P, typename F>void AddRepeatedFuncLocal(int repeat_num, const std::chrono::duration<R, P>& time, int id, F&& f) { if (!this->repeated_id_state_map_.IsKeyExist(id)) { return; } InternalS s; s.time_point_ = std::chrono::high_resolution_clock::now() + time; auto tem_func = std::move(f); s.repeated_id = id; s.func_ = [this, &tem_func, repeat_num, time, id]() { tem_func(); if (!this->repeated_id_state_map_.IsKeyExist(id) || repeat_num == 0) { return; } AddRepeatedFuncLocal(repeat_num - 1, time, id, std::move(tem_func)); }; std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); queue_.push(s); lock.unlock(); cond_.notify_all();}如何取消循环任务的执行定时器内部有repeated_id_state_map 数据结构，用于存储循环任务的ID，当取消任务执行时，将此ID从repeatedid_state_map中移除，循环任务就会自动取消。
void CancelRepeatedFuncId(int func_id) { repeated_id_state_map_.EraseKey(func_id); }简单的测试代码void TestTimerQueue() { TimerQueue q; q.Run(); for (int i = 5; i < 15; ++i) { q.AddFuncAfterDuration(std::chrono::seconds(i + 1), [i]() { std::cout << "this is " << i << std::endl; });
q.AddFuncAtTimePoint(std::chrono::high_resolution_clock::now() + std::chrono::seconds(1), [i]() { std::cout << "this is " << i << " at " << std::endl; }); }
int id = q.AddRepeatedFunc(10, std::chrono::seconds(1), []() { std::cout << "func " << std::endl; }); std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(4)); q.CancelRepeatedFuncId(id);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(30)); q.Stop();}如果想获取完整代码，可在后台发送“定时器代码”，我会私信链接给大家。
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