淺析libuv源碼-獲取精確時間

　　在Timer模塊中有提到，libuv控制着延遲事件的觸發，那麼必須想辦法精確控制時間。
　　
　　如果是JS，獲取當前時間可以直接通過Date.now()得到一個時間戳，然後將兩段時間戳相減得到時間差。一般情況下當然沒有問題，但是這個方法並不保險，因爲本地計算機時間可以修改。
　　
　　libuv顯然不會用這麼愚蠢的辦法來計算時間，C++內部有更爲精妙的方法來處理這個事。
　　
　　首先在上一節中，一個簡單的事件輪詢代碼如下：
　　
　　int main() {
　　
　　uv_loop_t *loop = uv_default_loop();
　　
　　uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
　　
　　}
　　
　　這裏的uv_default_loop會生成一個默認的靜態對象，負責管理事件輪詢，而這個對象有一個屬性，則負責記錄當前的時間，如下：
　　
　　/* The current time according to the event loop. in msecs. */
　　
　　uint64_t time;
　　
　　簡單講就是記錄當前這一輪事件開始處理的時間，單位爲毫秒。
　　
　　在初始化之後，就會執行uv_run來開始事件輪詢了，因爲這節只講時間，所以省略無關代碼，如下：
　　
　　複製代碼
　　
　　int uv_run(uv_loop_t *loop, uv_run_mode mode) {
　　
　　// ...
　　
　　// 查詢是否有未處理事件
　　
　　r = uv__loop_alive(loop);
　　
　　if (!r)
　　
　　// 表示處理完一輪事件 更新時間
　　
　　uv_update_time(loop);
　　
　　// 如果有未處理事件
　　
　　while (r != 0 && loop->stop_flag == 0) {
　　
　　// 這裏也會更新時間
　　
　　uv_update_time(loop);
　　
　　// ...
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　複製代碼
　　
　　可見，每次輪詢時都會更新時間，方法就是那個uv_update_time，源碼如下：
　　
　　複製代碼
　　
　　void uv_update_time(uv_loop_t* loop) {
　　
　　// 返回一個時間
　　
　　uint64_t new_time = uv__hrtime(1000);
　　
　　// 檢測數據合法性並賦值
　　
　　assert(new_time >= loop->time);
　　
　　loop->time = new_time;
　　
　　}
　　
　　uint64_t uv__hrtime(double scale) {
　　
　　LARGE_INTEGER counter;
　　
　　if (hrtime_interval_ == 0) {
　　
　　return 0;
　　
　　}
　　
　　if (!QueryPerformanceCounter(&counter)) {
　　
　　return 0;
　　
　　}
　　
　　return (uint64_t)((double)counter.QuadPart * hrtime_interval_ * scale);
　　
　　}
　　
　　複製代碼
　　
　　上面的方法通過一些計算，會返回一個類似於時間戳的長整數。
　　
　　C++的方法都比較簡單，首先看一下hrtime_interval_，從名字可以看出這是一個代表頻率的數字，相關的定義和設置代碼如下：
　　
　　複製代碼
　　
　　/* Interval (in www.michenggw.com seconds) of the high-resolution clock. */
　　
　　static double hrtime_interval_ = 0;
　　
　　/*
　　
　　* One-time initialization code for functionality defined in util.c.
　　
　　*/
　　
　　void uv__util_init(void) {
　　
　　LARGE_INTEGER perf_frequency;
　　
　　/* 加鎖 不管這個 */
　　
　　InitializeCriticalSection(&process_www.yigouyule2.cn title_lock);
　　
　　/* Retrieve high-resolution timer frequency
　　
　　* and precompute its reciprocal.
　　
　　*/
　　
　　if (QueryPerformanceFrequency(&perf_frequency)) {
　　
　　hrtime_interval_ www.mingcheng178.com= 1.0 / perf_frequency.QuadPart;
　　
　　}
　　
　　else {
　　
　　hrtime_interval_ = 0;
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　複製代碼
　　
　　該值的初始化爲0，然後會通過某個計算嘗試重新賦值。
　　
　　這裏需要介紹一下兩個windowsAPI： QueryPerformanceFrequency 與 QueryPerformanceCounter 。
　　
　　定義非常簡單，字面理解一個是系統性能頻率，一個是系統性能計數器，具體講，第一個會返回當前操作系統每秒鐘會統計多少次，第二個返回當前已經統計的次數（類似於時間戳從1970年開始，這個應該也有一個參照物），依賴於硬件支持，如果不支持會返回0。
　　
　　可以通過一個簡單的案例來理解這兩個API，測試代碼如下：
　　
　　複製代碼
　　
　　int main(www.quwanyule157.com) {
　　
　　LARGE_INTEGER m;
　　
　　LARGE_INTEGER n1;
　　
　　LARGE_INTEGER n2;
　　
　　// 獲取每秒鐘統計的次數
　　
　　QueryPerformanceFrequency(&m);
　　
　　for (int i = 0; i < 5; i++) {
　　
　　// 獲取當前的統計次數
　　
　　QueryPerformanceCounter(www.yongshiyule178.com&n1);
　　
　　// zzz...線程等待一秒
　　
　　Sleep(1000);
　　
　　// 獲取一秒後統計次數
　　
　　QueryPerformanceCounter(&n2);
　　
　　// 計算sleep方法實際時間
　　
　　cout << "過去了" << (double)(n2.QuadPart - n1.QuadPart) / (double)m.QuadPart << "秒" << endl;
　　
　　}
　　
　　return 0;
　　
　　}
　　
　　複製代碼
　　
　　執行後輸出如下：
　　
　　可見，系統的1秒鐘實際上並不十分精確。
　　
　　回到hrtime_interval_的定義：
　　
　　hrtime_interval_ = 1.0 / perf_frequency.QuadPart;
　　
　　很容易知道這裏返回的是系統每計數一次所需要的時間。
　　
　　然後可以理解uv_hrtime方法具體的返回：
　　
　　複製代碼
　　
　　uint64_t uv__hrtime(double scale) {
　　
　　LARGE_INTEGER counter;
　　
　　// 如果硬件不支持 返回0
　　
　　if (hrtime_interval_ == 0) {
　　
　　return 0;
　　
　　}
　　
　　// 獲得當前計數
　　
　　if (!QueryPerformanceCounter(&counter)) {
　　
　　return 0;
　　
　　}
　　
　　// 返回當前計數所花費的時間 默認爲秒scale(1000)轉換爲毫秒
　　
　　return (uint64_t)((double)counter.QuadPart * hrtime_interval_ * scale);
　　
　　}
　　
　　複製代碼
　　
　　由於 QueryPerformanceFrequency  與 QueryPerformanceCounter  並不依賴於本地時間，所以計算得到的數值可以保證絕對安全。
　　
　　不過，這個數字的計算方式，簡直跟時間戳一模一樣啊。