假设一种情景:TCP服务器有1万个客户端连接,如果客户端5秒钟不发数据,则要断开。服务端如何检测客户端是否超时?这看起来是一个非常简单的问题,其实不然!
最简单的处理方法是:启动一个线程,每隔一段时间,检查每个连接是否超时。每次处理需要1万次检查。计算量太大!检查的时间间隔不能太小,否则大大增加计算量;如果间隔时间太大,超时误差会增大。
本文提出一种新颖的处理方法,就是针对这个看似简单而不易解决的问题!(以下用socket表示一个客户端连接)
1 内存布局图
  
假设socket3有新的数据到达,需要更新socket3所在的时间轴,处理逻辑如下:
 
2 处理过程分析:
基本的处理思路就是增加时间轴概念。将socket按最后更新时间排序。因为时间是连续的,不可能将时间分割太细。首先将时间离散,比如属于同一秒内的更新,被认为是属于同一个时间点。离散的时间间隔称为时间刻度,该刻度值可以根据具体情况调整。刻度值越小,超时计算越精确;但是计算量增大。如果时间刻度为10毫秒,则一秒的时间长度被划分为100份。所以需要对更新时间做规整,代码如下:
DateTime CreateNow() { DateTime now = DateTime.Now; int m = 0; if(now.Millisecond != 0) { if(_minimumScaleOfMillisecond == 1000) { now = now.AddSeconds(1); //尾数加1,确保超时值大于 给定的值 } else { //如果now.Millisecond为16毫秒,精确度为10毫秒。则转换后为20毫秒 m = now.Millisecond - now.Millisecond % _minimumScaleOfMillisecond + _minimumScaleOfMillisecond; if(m>=1000) { m -= 1000; now = now.AddSeconds(1); } } } return new DateTime(now.Year, now.Month, now.Day, now.Hour, now.Minute, now.Second,m); }
属于同一个时间刻度的socket,被放入在一个哈希表中(见图中Group)。存放socket的类如下:
class SameTimeKeyGroup<T> { DateTime _timeStamp; public DateTime TimeStamp => _timeStamp; public SameTimeKeyGroup(DateTime time) { _timeStamp = time; } public HashSet<T> KeyGroup { get; set; } = new HashSet<T>(); public bool ContainKey(T key) { return KeyGroup.Contains(key); } internal void AddKey(T key) { KeyGroup.Add(key); } internal bool RemoveKey(T key) { return KeyGroup.Remove(key); } }
定义一个List表示时间轴:

