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最近有人在Github上開源了鴻蒙OS（https://www.github.com/Awesome-HarmonyOS）并且累計(jì)獲得了一萬多顆Star。從華為的官方宣傳中就提到了“安卓總代碼超過一億行，其中內(nèi)核代碼超過2000萬行，實(shí)際用到的不過8%，如此龐大和冗余的這種設(shè)計(jì)，實(shí)際上很難保證流暢度，使用效率很低。” 而筆者之前介紹過的TDengine（https://github.com/taosdata/TDengine）做為一個(gè)數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目更是僅用1.5M安裝包就能搞定，代碼效率高的驚人。所以從這方面我們也能看出優(yōu)秀的項(xiàng)目對于速度的要求都是極致的。不過這兩個(gè)項(xiàng)目開源后都引發(fā)了一些爭議，比如鴻蒙開源當(dāng)天就有人發(fā)微博說華為只是做了個(gè)安卓的定制版，質(zhì)量甚至還不如MIUI，筆者的這位創(chuàng)造Github冠軍項(xiàng)目的老男人，堪稱10倍程序員本尊發(fā)布后，也有人在評論說TDengine的consumer-productor實(shí)現(xiàn)無法通過code review。但是仔細(xì)閱讀這些評論可以發(fā)現(xiàn)，這些批評其實(shí)都不是基于代碼的。筆者做為一名程序員奉行“Talk is cheap,show me the code'的理念，所以我利用周末時(shí)間閱讀了這兩個(gè)項(xiàng)目的代碼，發(fā)現(xiàn)了很多值得學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。尤其是鴻蒙OS做為操作系統(tǒng)項(xiàng)目而Tdengine做為數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目，比較他們兩者在同一模塊上的設(shè)計(jì)異同，非常有收獲，下面給各位讀者分享一下，如有意見歡迎留言。兩個(gè)項(xiàng)目對于任務(wù)調(diào)度模塊的實(shí)現(xiàn)對比與一般操作系統(tǒng)一樣，鴻蒙也將任務(wù)狀態(tài)通常分為以下三種：就緒（Ready）： 該任務(wù)在就緒列表中，只等待CPU。
運(yùn)行（Running）： 該任務(wù)正在執(zhí)行。
其代碼位置在los_task.c，以任務(wù)恢復(fù)函數(shù)LOS_TaskResume為例，其代碼如下：LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 LOS_TaskResume(UINT32 uwTaskID)
{
UINTPTR uvIntSave;
LOS_TASK_CB *pstTaskCB;
UINT16 usTempStatus;
UINT32 uwErrRet = OS_ERROR;
if (uwTaskID > LOSCFG_BASE_CORE_TSK_LIMIT)
{
return LOS_ERRNO_TSK_ID_INVALID;
}
pstTaskCB = OS_TCB_FROM_TID(uwTaskID);
uvIntSave = LOS_IntLock();
usTempStatus = pstTaskCB->usTaskStatus;
if (OS_TASK_STATUS_UNUSED & usTempStatus)
{
uwErrRet = LOS_ERRNO_TSK_NOT_CREATED;
OS_GOTO_ERREND();
}
else if (!(OS_TASK_STATUS_SUSPEND & usTempStatus))
{
uwErrRet = LOS_ERRNO_TSK_NOT_SUSPENDED;
OS_GOTO_ERREND();
}
//以上為任務(wù)狀態(tài)檢查
pstTaskCB->usTaskStatus &= (~OS_TASK_STATUS_SUSPEND);//清除任務(wù)的suspend標(biāo)志位置
if (!(OS_CHECK_TASK_BLOCK & pstTaskCB->usTaskStatus) )//若任務(wù)的還自在阻塞狀態(tài)則變?yōu)榫途w狀態(tài) ，并調(diào)用 LOS_Schedule()進(jìn)行調(diào)度
{
pstTaskCB->usTaskStatus |= OS_TASK_STATUS_READY;
LOS_PriqueueEnqueue(&pstTaskCB->stPendList, pstTaskCB->usPriority);
if (g_bTaskScheduled)
{
(VOID)LOS_IntRestore(uvIntSave);
LOS_Schedule();
return LOS_OK;
}
g_stLosTask.pstNewTask = LOS_DL_LIST_ENTRY(LOS_PriqueueTop(), LOS_TASK_CB, stPendList); /*lint !e413*/
}
(VOID)LOS_IntRestore(uvIntSave);
return LOS_OK;
LOS_ERREND:
(VOID)LOS_IntRestore(uvIntSave);
return uwErrRet;
}
我們看到這個(gè)函數(shù)的處理過程基本分為三步：我們知道完整的LINUX內(nèi)核是支持將任務(wù)指定在某個(gè)CPU上運(yùn)行的，不過鴻蒙OS做為一個(gè)微內(nèi)核的移動(dòng)操作系統(tǒng)沒有繼承這些復(fù)雜的功能，直接做了減法，實(shí)現(xiàn)一個(gè)最簡模型。2.TdEngine的任務(wù)調(diào)度模塊 而對比TDengine的調(diào)度模塊tsched.c，可以看到TDengine更是放棄了任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度功能，因?yàn)樽鰹闀r(shí)序數(shù)據(jù)庫其數(shù)據(jù)全是按照生成時(shí)間排序處理入庫的，所以他的只將任務(wù)調(diào)度模塊，僅實(shí)現(xiàn)了以下四個(gè)功能從其循環(huán)處理任務(wù)的函數(shù)（taosProcessSchedQueue），可以看出它只是隊(duì)尾不斷取出任務(wù)進(jìn)行循環(huán)處理，而沒有優(yōu)化級調(diào)整排序的過程。void *taosProcessSchedQueue(void *param) {
SSchedMsg msg;
SSchedQueue *pSched = (SSchedQueue *)param;
while (1) {
if (sem_wait(&pSched->fullSem) != 0) {
pError('wait %s fullSem failed, errno:%d, reason:%s', pSched->label, errno, strerror(errno));
if (errno == EINTR) {
/* sem_wait is interrupted by interrupt, ignore and continue */
continue;
}
}
if (pthread_mutex_lock(&pSched->queueMutex) != 0)
pError('lock %s queueMutex failed, reason:%s', pSched->label, strerror(errno));
msg = pSched->queue[pSched->fullSlot];
memset(pSched->queue pSched->fullSlot, 0, sizeof(SSchedMsg));
pSched->fullSlot = (pSched->fullSlot 1) % pSched->queueSize;//從隊(duì)尾取出消息不斷處理
if (pthread_mutex_unlock(&pSched->queueMutex) != 0)
pError('unlock %s queueMutex failed, reason:%s
', pSched->label, strerror(errno));
if (sem_post(&pSched->emptySem) != 0)
pError('post %s emptySem failed, reason:%s
', pSched->label, strerror(errno));
if (msg.fp)
(*(msg.fp))(&msg);
else if (msg.tfp)
(*(msg.tfp))(msg.ahandle, msg.thandle);
}
}
int taosScheduleTask(void *qhandle, SSchedMsg *pMsg) {
SSchedQueue *pSched = (SSchedQueue *)qhandle;
if (pSched == NULL) {
pError('sched is not ready, msg:%p is dropped', pMsg);
return 0;
}
if (sem_wait(&pSched->emptySem) != 0) pError('wait %s emptySem failed, reason:%s', pSched->label, strerror(errno));
if (pthread_mutex_lock(&pSched->queueMutex) != 0)
pError('lock %s queueMutex failed, reason:%s', pSched->label, strerror(errno));
pSched->queue[pSched->emptySlot] = *pMsg;
pSched->emptySlot = (pSched->emptySlot 1) % pSched->queueSize;
if (pthread_mutex_unlock(&pSched->queueMutex) != 0)
pError('unlock %s queueMutex failed, reason:%s', pSched->label, strerror(errno));
if (sem_post(&pSched->fullSem) != 0) pError('post %s fullSem failed, reason:%s', pSched->label, strerror(errno));
return 0;
}
兩個(gè)項(xiàng)目對于定時(shí)器（timer)的實(shí)現(xiàn)對比軟件定時(shí)器，是基于系統(tǒng)Tick時(shí)鐘中斷且由軟件來模擬的定時(shí)器，當(dāng)經(jīng)過設(shè)定的Tick時(shí)鐘計(jì)數(shù)值后會(huì)觸發(fā)用戶定義的回調(diào)函數(shù)。定時(shí)精度與系統(tǒng)Tick時(shí)鐘的周期有關(guān)。 硬件定時(shí)器受硬件的限制，數(shù)量上不足以滿足用戶的實(shí)際需求，因此為了滿足用戶需求，提供更多的定時(shí)器，Huawei LiteOS操作系統(tǒng)提供軟件定時(shí)器功能。軟件定時(shí)器擴(kuò)展了定時(shí)器的數(shù)量，允許創(chuàng)建更多的定時(shí)業(yè)務(wù)。如果官方文檔的說明沒看懂，可以直接查閱其源代碼，具體位置在los_swtmr.c下面筆者來簡述一下鴻蒙定時(shí)器的工作原理。LITE_OS_SEC_TEXT VOID osSwTmrTask(VOID)
{
SWTMR_HANDLER_ITEM_P pstSwtmrHandle = (SWTMR_HANDLER_ITEM_P)NULL;
SWTMR_HANDLER_ITEM_S stSwtmrHandle;
UINT32 uwRet;
for ( ; ; )
{
uwRet = LOS_QueueRead(m_uwSwTmrHandlerQueue, &pstSwtmrHandle, sizeof(SWTMR_HANDLER_ITEM_P), LOS_WAIT_FOREVER);
if (uwRet == LOS_OK)
{
if (pstSwtmrHandle != NULL)
{
stSwtmrHandle.pfnHandler = pstSwtmrHandle->pfnHandler;
stSwtmrHandle.uwArg = pstSwtmrHandle->uwArg;
(VOID)LOS_MemboxFree(m_aucSwTmrHandlerPool, pstSwtmrHandle);
if (stSwtmrHandle.pfnHandler != NULL)
{
stSwtmrHandle.pfnHandler(stSwtmrHandle.uwArg);
}
}
}
}//end of for
}
以上函數(shù)的運(yùn)行原理動(dòng)畫解析如下： 其實(shí)Tdengine的timer我之前已經(jīng)做過解讀了，200行代碼為大家解讀這個(gè)Github冠軍項(xiàng)目背后的定時(shí)器。就不加贅述了，這里把鴻蒙和Tdengine的timer做一下簡單的對比：節(jié)約關(guān)鍵資源：由于每個(gè)操作系統(tǒng)的timer都需要一個(gè)線程進(jìn)行回調(diào)處理，這對于Tdengine這種數(shù)據(jù)庫動(dòng)轍幾萬個(gè)timer的應(yīng)用來說是不可接受的，所以為了節(jié)省線程資源，Td要用自己實(shí)現(xiàn)的timer之所以要實(shí)現(xiàn)自己的定時(shí)器是為了節(jié)省線程資源。而鴻蒙實(shí)現(xiàn)timer則是為了節(jié)約硬件定時(shí)器資源。最簡化設(shè)計(jì)：兩個(gè)timer都沒有優(yōu)先級的設(shè)定。其中鴻蒙OS做為移動(dòng)操作系統(tǒng)直接將timer的精度值也舍棄了。使用雙鏈表提高效率：兩個(gè)timer都使用雙鏈表來存儲(chǔ)同一時(shí)刻到期的定時(shí)器，這樣能節(jié)省遍歷和移動(dòng)的時(shí)間，大大提高效率。從上面這兩個(gè)簡單的模塊中我們也看到這些優(yōu)秀的項(xiàng)目都使用最精簡的設(shè)計(jì)，緊貼需求、甩掉包袱、輕裝上陣才能回歸本質(zhì)取得成功。無論是TdEngine取消任務(wù)調(diào)度的優(yōu)先級排序，還是鴻蒙放棄對定時(shí)器精度的支持，都是看來出乎意料，實(shí)則頗具內(nèi)涵的減法操作。真正優(yōu)秀的項(xiàng)目都是敢于做減法的，只有減掉那些看似高大上的設(shè)計(jì)，才能向著有取有舍，大道至簡的境界邁進(jìn)。
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