操作系统实现之路：定时器注意事项

考虑到定时器的实现机制以及目标系统的性能要求，在实际应用中使用定时器服务时，需要遵循下列规则。

（1）在使用定时器服务时，如果不是十分必要，建议不要使用回调通知机制（即设定一个回调函数）。因为定时器的回调函数是在时钟中断处理程序中被调用的，如果有大量的回调函数存在，会大大降低系统性能。图8-6是在一个Pentium 42.5GHz处理器上做的测试结果。

图8-6 一个测试结果

图中，横坐标是一次定时器个数，每个一次定时器的超时处理都采用回调函数的方式，每个回调函数所做的处理操作都一样，都是从一个优先队列中删除一个对象（该优先队列只有一个对象），因此，可认为回调函数的处理时间都是一样的。纵坐标是处理器的处理时间（通过记录处理器时钟周期个数来计算），可以看出，当一次定时器个数在20个的时候，处理时间达到了0.06ms，如果上升到30个，则处理时间达到了0.12ms。

但如果一次定时器采用发送消息的超时处理机制（即发送一个消息给设定定时器的线程），则如果处理时间为0.12ms，需要设定250多个一次定时器。可以看出，采用回调函数超时机制的定时器，其开销比采用消息通知机制的定时器大得多。

（2）如果一定要采用回调函数机制来处理超时，建议回调函数的处理时间不能太长，一般情况下，处理时间不能大于0.01ms。(www.xing528.com)

（3）采用消息通知作为超时处理机制的定时器会引入误差。比如，假设设定的定时器在T1时刻超时，则在T1时刻，设定定时器的线程会收到一个定时器超时消息，但真正处理该定时器超时消息的时间可能会延迟到T2，如图8-7所示。

图8-7 定时器消息的处理延时

图中，tN（t1，t2，t3，..）是时钟中断发生时刻，且tN之间间隔均匀。在T1时刻，系统给设定定时器的线程发送一个消息，然后继续执行时钟中断处理程序。中断处理程序执行完毕，系统会选择线程就绪队列中优先级最高的线程投入运行。此时如果设定定时器的线程是优先级最高的线程，那么会马上投入运行，定时器超时消息会被处理，因此，图中的T2时刻是定时器超时消息得到处理的最早时刻。如果设定定时器对象的线程，优先级不是最高的，那么这个时候，就不会被调度，其他优先级更高的就绪线程会被调度，因此这个时候，定时器消息将一直存放在设定它的线程队列中，除非设定线程得到调度，否则定时器超时消息将一直不能被处理。所以定时器超时消息的处理时间可能会进一步延迟，一种最糟糕的情况就是，定时器超时消息可能永远得不到处理（在设定线程永远得不到调度的时候发生）。

但是对于采用回调函数作为超时处理机制的定时器，在T1时刻，回调函数就可以被调用，即超时消息马上被处理。因此，在一些时间要求十分严格的场合，建议使用回调机制处理超时。