在看 Node http 模块文档的时候， 才留意到
server.timeout这个属性， 本想简单介绍一下， 但是在梳理过后发现关于timeout有庞大的内容支撑：server.timout -> node core timers -> uv timers -> linux msleep/hrtimer -> clocksource -> tsc -> cmos rtc -> clock cycle， 所以拆分成几部分大致做下介绍， 期望定时器系列结束之后， noder 能够大致明白:clock cycle是如何驱动 linux 的msleep/hrtimer； linux 的 timers 与 uv timers 的关系； node timers 与 uv timers的关系。
定时器是编程中运用最广的特性之一， 那么定时器实现的基本原理是什么呢？ 无论多么复杂计算机，当一层层退去她的外衣，她的内核只是一块可以发出固定频率脉冲的石心（石英）， 好比人类的心脏，通过跳动给整个躯体提供能量和信号。
周期 与 精度
时钟周期， CPU周期[min(取指令)]， 指令周期[取指令+执行指令]， 微指令周期[时钟周期]
在 intel haswell 微架构内核架构中， 一条指令通常会被分解微多条微指令， 一个时钟周期，理论上最多可以并行执行8个微指令。
时钟周期与时间关系:
| 频率(HZ) | 1 | 1K | 1M | 1G | 1000G |
|---|---|---|---|---|---|
| 时间(/Hz) | 1s | 1ms | 1us | 1ns | 1ps |
目前普通的计算机CPU频率都在GHz级别， 以鄙人电脑为例: Intel(R) Core(TM) i5-8265U CPU @ 1.60GHz, 意味这每秒钟有 1.6e9 次时钟周期。一个时钟周期大约为 0.625ns，所以目前来说普通的机器的定时器精度最多只能达到 ns 纳秒级别，那精度到底是 1n，10ns, 100ns 级别？要解决这个问题，需要从（微）指令的周期说起。在 linux 内核中 ，timer 最底层(本质是计数器)的一个指令是 ADD 1， 纵然在流水线的加持下，也避免不两个最基本的且具有先后管线的微指令: 运算和回写，所以最小的运算操作都需要0.625ns*2 = 1.25ns ，那么目前定时器最经最大应该在几个纳秒左右。
原本期望能够大该算出 linux 的 hrtimer 的精度范围， 实在因为 CPU 和 hrtimer 太复杂，个人知识有限，无法估计出来。目前 intel 最高睿频 10GHz 的情况下，如果如果能在10个时钟周期内完成一次while-schedule循环，也许。。。
本质 --- while + schedule
讲一个笑话: 双11凌晨开始大促销
while (true) {
const now = new Date();
if (now === '双11凌晨') {
break;
}
}
开始优惠();
虽然该程序或许存在一点点阻塞问题，但不可否认可以实现定时， 其实这就是定时器的本质。
加入非阻塞
while (true) {
const now = new Date();
if (now === '双11凌晨') {
break;
}
schedule();// 调度让出 cpu 操作
}
开始优惠();
支持多个定时器
const timers = Some Data Structur[timer];
。。。
while (true) {
const latest_timer = timers.peek(); // get the latest timer
if (llatest_timer && atest_timer === '双11凌晨') {
break;
}
schedule();// 调度让出 cpu 操作
}
开始优惠();
剩余部分就是考虑在什么场景下，采用什么数据结构来保存定时器数据，从而可以实现C|U|R|D的最优（通常是时间最优）
参考
CPU流水线的探秘之旅 64-ia-32-architectures-optimization-manual
在看 Node http 模块文档的时候， 才留意到
server.timeout这个属性， 本想简单介绍一下， 但是在梳理过后发现关于timeout有庞大的内容支撑：server.timout -> node core timers -> uv timers -> linux msleep/hrtimer -> clocksource -> tsc -> cmos rtc -> clock cycle， 所以拆分成几部分大致做下介绍， 期望定时器系列结束之后， noder 能够大致明白:clock cycle是如何驱动 linux 的msleep/hrtimer； linux 的 timers 与 uv timers 的关系； node timers 与 uv timers的关系。
定时器是编程中运用最广的特性之一， 那么定时器实现的基本原理是什么呢？ 无论多么复杂计算机，当一层层退去她的外衣，她的内核只是一块可以发出固定频率脉冲的石心（石英）， 好比人类的心脏，通过跳动给整个躯体提供能量和信号。
周期 与 精度
时钟周期， CPU周期[min(取指令)]， 指令周期[取指令+执行指令]， 微指令周期[时钟周期]
在 intel haswell 微架构内核架构中， 一条指令通常会被分解微多条微指令， 一个时钟周期，理论上最多可以并行执行8个微指令。
时钟周期与时间关系:
| 频率(HZ) | 1 | 1K | 1M | 1G | 1000G |
|---|---|---|---|---|---|
| 时间(/Hz) | 1s | 1ms | 1us | 1ns | 1ps |
目前普通的计算机CPU频率都在GHz级别， 以鄙人电脑为例: Intel(R) Core(TM) i5-8265U CPU @ 1.60GHz, 意味这每秒钟有 1.6e9 次时钟周期。一个时钟周期大约为 0.625ns，所以目前来说普通的机器的定时器精度最多只能达到 ns 纳秒级别，那精度到底是 1n，10ns, 100ns 级别？要解决这个问题，需要从（微）指令的周期说起。在 linux 内核中 ，timer 最底层(本质是计数器)的一个指令是 ADD 1， 纵然在流水线的加持下，也避免不两个最基本的且具有先后管线的微指令: 运算和回写，所以最小的运算操作都需要0.625ns*2 = 1.25ns ，那么目前定时器最经最大应该在几个纳秒左右。
原本期望能够大该算出 linux 的 hrtimer 的精度范围， 实在因为 CPU 和 hrtimer 太复杂，个人知识有限，无法估计出来。目前 intel 最高睿频 10GHz 的情况下，如果如果能在10个时钟周期内完成一次while-schedule循环，也许。。。
本质 --- while + schedule
讲一个笑话: 双11凌晨开始大促销
while (true) {
const now = new Date();
if (now === '双11凌晨') {
break;
}
}
开始优惠();
虽然该程序或许存在一点点阻塞问题，但不可否认可以实现定时， 其实这就是定时器的本质。
加入非阻塞
while (true) {
const now = new Date();
if (now === '双11凌晨') {
break;
}
schedule();// 调度让出 cpu 操作
}
开始优惠();
支持多个定时器
const timers = Some Data Structur[timer];
。。。
while (true) {
const latest_timer = timers.peek(); // get the latest timer
if (llatest_timer && atest_timer === '双11凌晨') {
break;
}
schedule();// 调度让出 cpu 操作
}
开始优惠();
剩余部分就是考虑在什么场景下，采用什么数据结构来保存定时器数据，从而可以实现C|U|R|D的最优（通常是时间最优）
参考
64-ia-32-architectures-optimization-manual
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