Muduo網絡編程示例之八：Timing Wheel 踢掉空閒連接的優雅實現

兩種朴素做法的缺陷

1. 全域掃描：每秒遍歷所有連線檢查 now - lastReceiveTime > 8s，連線數大時開銷大。
2. 每連線一個 One-shot Timer：頻繁更新 Timer，對 TimerQueue 壓力大。

Timing Wheel（時間輪）原理

利用固定大小（如 8 格）的循環隊列，每格代表 1 秒。指針每秒移動一格，到期格內的連線即被踢掉。新連線或收到資料的連線放入尾部格（剩餘壽命 7 秒）。優點：O(1) 插入/刪除，無需掃描全量，任務均攤到每秒。

連線超時流程圖解

連線刷新機制

收到資料時，將對應 Entry 移至當前尾部格，壽命重置為 7 秒。多條連線共存於同一格（Hash Set）。

代碼實現亮點：weak_ptr + shared_ptr 引用計數

typedef boost::weak_ptr<TcpConnection> WeakTcpConnectionPtr;

struct Entry : public muduo::copyable
{
    Entry(const WeakTcpConnectionPtr& weakConn) : weakConn_(weakConn) {}
    ~Entry()
    {
        TcpConnectionPtr conn = weakConn_.lock();
        if (conn) conn->shutdown(); // 引用計數歸零時自動斷開
    }
    WeakTcpConnectionPtr weakConn_;
};
typedef boost::shared_ptr<Entry> EntryPtr;
typedef boost::weak_ptr<Entry> WeakEntryPtr;
typedef boost::unordered_set<EntryPtr> Bucket;
typedef boost::circular_buffer<Bucket> WeakConnectionList;

不手動移動 Entry，而是利用 shared_ptr 引用計數：收到資料將 EntryPtr 放入當前桶（計數+1）；定時器 push_back 空桶導致舊桶彈出銷毀，EntryPtr 計數-1，歸零觸發析構函數斷開連線。C++ RAUI 自動完成所有資源管理。

關鍵細節

• TcpConnection::setContext 存儲 WeakEntryPtr（弱引用），避免循環引用。若存強引用 EntryPtr，連線永不會超時（思考題）。
• onTimer() 僅一行：connectionBuckets_.push_back(Bucket());
• 代碼見 examples/idleconnection。