QTimer или QBasicTimer или QObject::startTimer ?

[kuzulis]

Доброго времени суток!

Возникла задача предварительно проанализировать: какой из типов таймеров использовать в приложении.
Суть в том, что в приложении (к примеру) будут использоваться некие объекты (назовем их "Коммуникационные ресурсы", наследованы от QIODevice), которые выполняют прием/передачу данных через сокеты и т.п...
Так вот, при обмене данными планирую использовать асинхронный режим.
Всё хорошо, но необходимо организовать обмен типа запрос/ответ, т.е. после записи данных в ресурс необходимо засекать время ожидания ответа из ресурса.
т.е. по истечении некоторого времени если ресурс не ответил, то формировать ошибку и т.п.

Самих объектов "ресурс" может быть сотни/тысячи и создавать столько же таймеров - абсурд.

Пока что единственный выход (ИМХО) - создать один многоканальный таймер в котором каналы представляли бы собой обычные счетчики, значения в которых инкрементировались каждый раз при поступлении сигнала от этого таймера.

Но что думают гуру? Может что лучше предложат?

[asvil]

Не могу назвать себя гуру. Но я бы реализовал то, что Вы предложили. Список счетчиков. После некоторой записи добавлять счетчик со значением таймаута. В таймере пройти по всем счетчикам, декрементировать каждый. В процессе декрементации нулевые выбрасывать ну и в куда-то генерировать таймаут.

[kuzulis]

Не могу назвать себя гуру. Но я бы реализовал то, что Вы предложили. Список счетчиков

Да, но это все-таки какое-то кривоватенькое решение, хотя.. надо проверить.

В принципе, меня устроил бы таймер QObject-а, но оно что-то уж очень много кушает ресурсов.
Я тут на скорую руку сделал тестовый примерчик:
myobject.h

Код:

#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <QtCore/QTimerEvent>
#include <QtCore/QDebug>
#include <QtCore/QObject>

class MyObject : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyObject(QObject *parent = 0) :
        QObject(parent)
    {
        this->startTimer(1);
    }

protected:
     void timerEvent(QTimerEvent *event)
     {
         qDebug() << "Timer ID:" << event->timerId();
     }

};

#endif // MYOBJECT_H

main.cpp

Код:

#include <QtCore/QCoreApplication>

#include "myobject.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    int counter = 10000;
    while (counter--)
        new MyObject();

    return a.exec();
}

в котором создается 10000 объектов, в каждом из которых инициализируется таймер с интервалом ~1мс...
При запуске всего этого, одно из двух ядер процессора загружается на ~70%, другое ~50%.

[kuzulis]

Наспех соорудил класс MultiChannelTimer по этой идее:

Пока что единственный выход (ИМХО) - создать один многоканальный таймер в котором каналы представляли бы собой обычные счетчики, значения в которых инкрементировались каждый раз при поступлении сигнала от этого таймера.

При создании 10000 каналов оно также жрет ресурся ЦПУ, вдобавок еще и в консоль ничего не хочет выводить (но если создавать ~2000 каналов то выводит).

myobject.h

Код:

#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <QtCore/QTimerEvent>
#include <QtCore/QMap>
#include <QtCore/QDebug>
#include <QtCore/QObject>

class MultiChannelTimer : public QObject
{
    Q_OBJECT
signals:
    void timeout(int);

public:
    explicit MultiChannelTimer(QObject *parent = 0)
        : QObject(parent), timerId(0)
    {
        connect(this, SIGNAL(timeout(int)), this, SLOT(result(int)));
    }

    ~MultiChannelTimer()
    {
        if (this->timerId)
            this->killTimer(this->timerId);
        qDeleteAll(this->map);
    }

    int createChannel(bool autoReset = true)
    {
        TimerChannel *ch = new TimerChannel(this->freeId());
        ch->autoreset = autoReset;
        this->map.insert(ch->id, ch);
        return ch->id;
    }

    void deleteChannel(int channelId)
    {
        TimerChannel *ch = this->map.take(channelId);
        if (ch)
            delete ch;
    }

    void startChannel(int channelId, int msecs)
    {
        if (!this->timerId)
            this->timerId = this->startTimer(10);
        if (!this->timerId)
            return;
        TimerChannel *ch = this->channel(channelId);
        if (ch) {
            ch->currCounterValue = msecs;
            ch->constCounterValue = msecs;
            ch->started = true;
        }
    }

    void stopChannel(int channelId)
    {
        TimerChannel *ch = this->channel(channelId);
        if (ch)
            ch->started = false;
    }

    bool isStarted(int channelId) const
    {
        TimerChannel *ch = this->channel(channelId);
        return (ch) ? ch->started : false;
    }

protected:
    void timerEvent(QTimerEvent *event)
    {
        if (event->timerId() == this->timerId) {
            foreach (TimerChannel *ch, this->map) {
                if (ch && ch->started) {
                    if ((ch->currCounterValue--) < 0) {
                        if (ch->autoreset)
                            ch->currCounterValue = ch->constCounterValue;
                        emit timeout(ch->id);
                    }
                }
            }
        }
    }

private:
    class TimerChannel
    {
    public:
        TimerChannel(int id)
            : id(id)
            , currCounterValue(0)
            , constCounterValue(0)
            , autoreset(false)
            , started(false)
        {}
        int id;
        int currCounterValue;
        int constCounterValue;
        bool autoreset;
        bool started;
    };

    TimerChannel *channel(int channelId) const
    {
        return this->map.value(channelId, 0);
    }

    int freeId() const
    {
        int id = 0;
        QList<int> list = this->map.keys();
        while (list.contains(id)) {
            ++id;
        }
        return id;
    }

    int timerId;
    QMap<int, TimerChannel *> map;

private slots:
    void result(int id)
    {
        qDebug() << "Id: " << id;
    }
};
#endif // MYOBJECT_H

main.cpp

Код:

#include <QtCore/QCoreApplication>

#include "myobject.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    MultiChannelTimer mct;
    int id = 0;
    int count = 10000;

    while (count--) {
        id = mct.createChannel();
        mct.startChannel(id, 5);
    }
    return a.exec();
}

Тестовый проектик прилагаю в аттач.

Подскажите более правильное решение.

[asvil]

Код:

// GTK+ слот для обработки таймаута:)
typedef void (*timeout)(quint64);

// односвязный список таймеров
typedef struct timers {
  quint64 id;
  int timeout;
  struct timers* next;
}

//точность таймера
#define precision 10 
class Channel : public QObject
{
  Q_OBJECT
  
  quint64 idgenerator; // переменная для генерации идентификаторов таймеров
  timers *first; // указатель на односвязный список таймеров
  timeout callback;
public:
  Channel(QObject* parent = 0) {
     idgenerator = 0;
     first = 0;
     startTimer(precision); // Ваша точность 10 msec
  }
  virtual ~Channel();

  // return timer id
  quint64 addTimer(int timeout) {
    timers* that = malloc(sizeof(struct timers));
    that->id = idgenerator++;
    that->timeout = timeout;
    that->next = first;
    first = that;
    return that->id;
  }
  void setTimeoutSlot(timeout slot) {
    callback = slot;
  }
protected:
  void timerEvent(QTimerEvent *event) {
    timers *next = first;
    timers *previous = 0;
    while (next) {
      --next->timeout;
      if (!next->timeout) {
        if (previous) {
          previous->next = next->next;
        } else {
          first = next->next;
        }
        callback(next->id);
        free(next);
      }
      previous = next;
      next = next->next;
    }
  }
};

void fancytimeout(quint64 id)
{
  qDebug() << id << "timeout";
}

void main(int argc, char** argv) {
  QCoreApplication app(argc, argv);
  Channel channel;
  channel.setTimeoutSlot(fancytimeout);
  // Наполняем таймерами 
  for (int i = 0; i < MAX_INT; ++i)
    channel.addTimer(qRand()/precision); // qRand() - кол-во msec
    
  app.exec();
}

Примерно то же, что и у Вас, только чуть-чуть на c.

[kuzulis]

Михаил , ну и какая у Вас получается загрузка  CPU при (к примеру) 10000 каналов?

[asvil]

Привожу полный код программы:

Код:

#include <QtCore>
#include <QCoreApplication>

// GTK+ слот для обработки таймаута:)
typedef void (*timeout)(quint64, int);

// односвязный список таймеров
struct timers {
  quint64 id;
  int timeout;
  int elapsed;
  struct timers* next;
};

//точность таймера
#define precision 10
class Channel : public QObject
{
  quint64 idgenerator; // переменная для генерации идентификаторов таймеров
  timers *first; // указатель на односвязный список таймеров
  timeout callback;
public:
  Channel(QObject* parent = 0)
  :QObject(parent){
     idgenerator = 0;
     first = 0;
     startTimer(precision); // Ваша точность 10 msec
  }
  virtual ~Channel(){

  }

  // return timer id
  quint64 addTimer(int timeout) {
    timers* that = (timers*)malloc(sizeof(struct timers));
    that->id = idgenerator++;
    that->timeout = timeout;
    that->elapsed = timeout;
    that->next = first;
    first = that;
    return that->id;
  }
  void setTimeoutSlot(timeout slot) {
    callback = slot;
  }
protected:
  void timerEvent(QTimerEvent *event) {
    timers *next = first;
    timers *previous = 0;
    while (next) {
      --next->timeout;
      if (!next->timeout) {
        if (previous) {
          previous->next = next->next;
        } else {
          first = next->next;
        }
        callback(next->id, next->elapsed);
        free(next);
      }
      previous = next;
      next = next->next;
    }
  }
};

void fancytimeout(quint64 id, int elapsed)
{
  qDebug() << "id" << id << "timeout" << elapsed;
}

int main(int argc, char** argv) {
  QCoreApplication app(argc, argv);
  Channel channel;
  channel.setTimeoutSlot(fancytimeout);
  sleep(5);
  // Наполняем таймерами
  for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
    channel.addTimer(qrand()/precision); // qRand() - кол-во msec

  sleep(5);
  return app.exec();
}

Количество таймеров: 1000000
Загрузка процесссора: 88%
Занимаемое количество памяти: 30mb
ubuntu linux
amd athlon 2 x4 635
Я привел параметры из gnome-system-monitor
Вывод, которого я дождался:

Код:

id 996477 timeout 153 
id 891698 timeout 507 
id 500001 timeout 528 
id 99268 timeout 1406 
id 583055 timeout 1519 
id 562457 timeout 1638 
id 216986 timeout 1836 
id 411259 timeout 2229 
id 892895 timeout 2341 
id 16990 timeout 2669 
id 297043 timeout 2823 
id 176393 timeout 2850 
id 12546 timeout 3165 
id 734402 timeout 3341 
id 252614 timeout 3394 
id 976756 timeout 3445 
id 487864 timeout 3767 
id 309831 timeout 3933 
id 589093 timeout 3955 
id 321155 timeout 4210 
id 174007 timeout 4342 
id 673380 timeout 4609 

дельта меджу таймерами ~ 200 милисекунд. Если я все правильно представляю при меньшей дельте загрузка процессора должна возрасти.
Ну и слот, который будет не только qDebug делать, а еще много полезных вещей, также съест свою долю процессорного времени.

[Igors]

А почему нельзя обойтись одним таймером: складывать запросы в сортированный (по времени) контейнер (напр QSet) и если обработка должна начаться скорее - подрезать интервал таймера

[kuzulis]

А почему нельзя обойтись одним таймером: складывать запросы в сортированный (по времени) контейнер (напр QSet) и если обработка должна начаться скорее - подрезать интервал таймера

Код в студию.

[asvil]

Хм, у меня один таймер используется. Скажите какие у вас средние таймауты?

[kuzulis]

В тему:
О ужас, посмотрел только что  (бегло) исходники связанные с таймером под винду.
И углядел, что на самом деле создается системный таймер с помощью Win32 API функции (MSDN):

UINT_PTR WINAPI SetTimer(
  __in_opt  HWND hWnd,
  __in      UINT_PTR nIDEvent,
  __in      UINT uElapse,
  __in_opt  TIMERPROC lpTimerFunc
);

При этом, чтобы создать таймер, функции необходим такой параметр как HWND hWnd, который является по сути дескриптором окна.
Это еще цветочки, ягодки вперде: для того чтобы создать к примеру 1*10e6 таймеров, необходимо создать столько же ОКОН! О_о
Воистину винда рулезз!

[BRE]

Венда это конечно жесть, но сейчас ты по моему ошибаешься. 
Одно окошко создается.

[kuzulis]

Упс, действительно одно. 

[kuzulis]

Еще по теме.
Интересно, а почему тролли/нокиа в исходниках Qt4 (по крайней мере 4.5.3) не используют для винды waitable-таймеры,
для которых используются ф-ции:

CreateWaitableTimer
SetWaitableTimer
...

Это же было бы по идее лучше?!

---

Думаю: может замутить нечто (класс-таймер) с использованием этих таймеров? Тем более, что при этом можно ловить события через QWinEventNotifier.  
И проверить нагрузку на CPU.

[kuzulis]

Вот, сварганил по быстрому класс (для экспериментов):

myobject.h

Код:

#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <QtCore/QObject>
#include <QtCore/private/qwineventnotifier_p.h>
#include <QtCore/QEvent>
#include <QtCore/QDebug>

#include <qt_windows.h>


class WaitableTimer : public QWinEventNotifier
{
    Q_OBJECT
signals:
    void timeout();

public:
    explicit WaitableTimer(QObject *parent = 0)
        : QWinEventNotifier(parent)
    {
        this->hTimer = ::CreateWaitableTimer(0, 0, 0);
    }

    ~WaitableTimer()
    {
        this->setEnabled(false);
        if (this->stop())
            ::CloseHandle(this->hTimer);
    }

    bool start(int msecs)
    {
        ::LARGE_INTEGER liDueTime;
        memset(&liDueTime, 0, sizeof(::LARGE_INTEGER));
        bool ret = (0 != ::SetWaitableTimer(this->hTimer, &liDueTime, ::LONG(msecs), 0, 0, 0));
        if (ret) {
            this->setHandle(this->hTimer);
            this->setEnabled(true);
        }
        return ret;
    }

    bool stop() { return (0 != ::CancelWaitableTimer(this->hTimer)); }

protected:
    bool event(QEvent *e)
    {
        bool ret = false;
        if (e->type() == QEvent::WinEventAct)
            qDebug() << "TimerHandle: " << this->hTimer;
        else
            ret = QWinEventNotifier::event(e);
        return ret;
    }

private:
    ::HANDLE hTimer;
};
#endif // MYOBJECT_H

main.cpp

Код:

#include <QtCore/QCoreApplication>

#include "myobject.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    int count = 10000;
    while (count--) {
        WaitableTimer *wt = new WaitableTimer;
        wt->start(10);
    }
    return a.exec();
}

Компилябельный проект в аттаче.

В этом случае тоже запускаю ~10000 таймеров, при этом, нагрузка на процессор падает в ~5 раз, т.е. в данный момент в диспетчере задач около 10-12%.

ЗЫ: Только при запуске оно ругается так:

...
QWinEventNotifier: Cannot have more than 62 enabled at one time
...

К чему бы это?
--
Ответ: это ограничение заложено в заголовках компилятора, а именно в winbase.h:

Код:

...
#define MAXIMUM_WAIT_OBJECTS 64
...

т.е. с использованием Wait-функций особо не разгонишься, не создашь более 64 работоспособных таймеров (да и вообще любых объектов). ..