3.live555源码分析—延时队列

Live555源码分析---延时队列

在Live555媒体服务器中，延时队列是一个非常重要的数据结构，它用于管理媒体流的发送和接收。在本文中，我们将详细介绍延时队列的原理、应用场景、实现方法以及两个示例说明。

延时队列的原理

延时队列是一种特殊的队列，它可以按照元素的到期时间进行排序。具体来说，当一个元素被插入到延时队列中时，它会被放置在队列的末尾，并记录下它的到期时间。当队列中的元素被取出时，如果该元素的到期时间还未到，则将该元素重新插入到队列中，并将其到期时间延后一段时间。这样，延时队列就可以按照元素的到期时间进行排序，并在到期时间到达时自动将元素取出。

延时队列的应用场景

延时队列广泛应用于网络通信、媒体流传输等领域。在网络通信中，延时队列可以用于管理TCP连接、UDP数据包等；在媒体流传输中，延时队列可以用于管理RTP数据包、RTCP报文等。

延时队列的实现方法

延时队列的实现方法可以分为以下几个步骤：

1. 定义一个元素结构体，包含元素的到期时间和其他相关信息。
2. 定义一个比较函数，用于比较两个元素的到期时间。
3. 定义一个延时队列类，包含插入元素、取出元素等操作。
4. 在延时队列类中使用堆排序算法，按照元素的到期时间进行排序。

示例说明

以下是两个延时队列的示例：

1. 示例一

#include <iostream>
#include <queue>
#include <chrono>
#include <thread>

using namespace std;

struct Task {
    int id;
    chrono::system_clock::time_point expire_time;
};

bool operator<(const Task& t1, const Task& t2) {
    return t1.expire_time > t2.expire_time;
}

class DelayQueue {
public:
    void addTask(Task task) {
        task.expire_time = chrono::system_clock::now() + chrono::seconds(task.id);
        task_queue.push(task);
    }

    void run() {
        while (!task_queue.empty()) {
            Task task = task_queue.top();
            task_queue.pop();
            if (task.expire_time > chrono::system_clock::now()) {
                task_queue.push(task);
                this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));
            } else {
                cout << "Task " << task.id << " expired" << endl;
            }
        }
    }

private:
    priority_queue<Task> task_queue;
};

int main() {
    DelayQueue delayQueue;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        Task task = {i, chrono::system_clock::now()};
        delayQueue.addTask(task);
    }
    delayQueue.run();
    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用C++ STL库中的priority_queue实现了一个简单的延时队列。我们定义了一个Task结构体，包含任务的ID和到期时间。我们还定义了一个比较函数，用于比较两个任务的到期时间。在DelayQueue类中，我们使用priority_queue实现了插入任务、取出任务等操作。在run方法中，我们使用循环不断取出队列中的任务，并判断任务是否已经到期。如果任务未到期，则将任务重新插入到队列中，并等待一段时间后再次取出任务；如果任务已到期，则输出任务ID。

1. 示例二

#include <iostream>
#include <queue>
#include <chrono>
#include <thread>

using namespace std;

struct Packet {
    int seq_num;
    chrono::system_clock::time_point send_time;
};

bool operator<(const Packet& p1, const Packet& p2) {
    return p1.send_time > p2.send_time;
}

class DelayQueue {
public:
    void addPacket(Packet packet) {
        packet.send_time = chrono::system_clock::now() + chrono::milliseconds(100);
        packet_queue.push(packet);
    }

    void run() {
        while (true) {
            if (!packet_queue.empty()) {
                Packet packet = packet_queue.top();
                if (packet.send_time > chrono::system_clock::now()) {
                    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(10));
                } else {
                    cout << "Packet " << packet.seq_num << " sent" << endl;
                    packet_queue.pop();
                }
            } else {
                this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(10));
            }
        }
    }

private:
    priority_queue<Packet> packet_queue;
};

int main() {
    DelayQueue delayQueue;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        Packet packet = {i, chrono::system_clock::now()};
        delayQueue.addPacket(packet);
    }
    delayQueue.run();
    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用C++ STL库中的priority_queue实现了一个简单的延时队列。我们定义了一个Packet结构体，包含数据包的序列号和发送时间。我们还定义了一个比较函数，用于比较两个数据包的发送时间。在DelayQueue类中，我们使用priority_queue实现了插入数据包、取出数据包等操作。在run方法中，我们使用循环不断取出队列中的数据包，并判断数据包是否已经到达发送时间。如果数据包未到达发送时间，则等待一段时间后再次取出数据包；如果数据包已到达发送时间，则输出数据包序列号。

结论

本文中，我们介绍了延时队列的原理、应用场景、实现方法，并提供了两个示例说明。延时队列是一种非常重要的数据结构，可以帮助我们管理媒体流的发送和接收。在实际应用中，我们可以使用C++ STL库中的priority_queue实现延时队列。