Libuv实现帧率控制

概念

服务端帧率控制，保证在一段固定的时间内执行完所有事情（包括网络I/O等），如果有空余时间，那么我们Sleep等待一段时间。如果超时我们需要追帧。

注意点

只要在程序中只有一个进程的情况下控制服务器的帧率，那么我们在Libuv中注册的定时器永远会存在一定的误差且误差时间无法确定。
在Libuv中的idle、prepare、check句柄队列中控制帧率，会无法有效的计算一次Loop循环所耗费的具体时间。因为我们只能依靠loop提供的时间，通过uv_now方法拿到本次循环（uv_run）即将执行的时间，但是由于loop提供的时间每次都未考虑定时器队列和pending队列的执行耗时，所以我们在idle、prepare、check句柄中计算每帧的耗时，是根本不精确的。

效果图

在定时器队列中控制帧率，首先不能保证Libuv每次循环都触发回调方法。其次该方式也无法有效的计算整个Libuv循环所耗费的具体时间。

解决方案：在Libuv主循环之外控制帧率，这样既可以有效计算整个Libuv循环循环一次所耗费的具体时间，也能保证Libuv每循环一次后都能进行帧率控制。

TIPS：关于UpdateFrame逻辑更新在哪里处理，不管是在idle、prepare、check句柄中处理，或者跟帧率控制一样在Libuv主循环之外处理，均可。

在博主的上篇介绍帧率控制的文件中，明显是有误区的，本篇文章进行纠正。

链接：https://ufgnix0802.blog.csdn.net/article/details/126754967

实现

TIPS：uv_hrtime是Libuv提供的获取时间API，内部实现比较简单。

	//数据结构
    uv_idle_t m_mainLoop;
    bool      m_quit;

    //帧率控制
    uint64_t  m_timerStart;
    uint64_t  m_timerEnd;
    int       m_frameRate;
    int       m_repeat;
    DWORD     m_durationFrameTime;
    DWORD     m_realTime;

	if (0 != uv_idle_start(&m_mainLoop, MainLoop)) {		//在Idle句柄中执行UpdateFrame
        LOG_ERROR << "uv_idle_start err";
        goto Exit;
    }
    m_mainLoop.data = &pFunc;

    m_timerStart = uv_hrtime() / 1000000;                   //纳秒转毫秒，即单位为毫秒。记录第一次逻辑帧循环时间
    m_timerEnd   = 0;
    m_repeat     = 1;

    while (true) {
        //Update
        uv_run(&m_loop, UV_RUN_ONCE);

        m_timerEnd          = uv_hrtime() / 1000000;        //纳秒转毫秒，即单位为毫秒，每次uv_run运行完获取一下截止时间
        m_durationFrameTime = (DWORD)(m_frameRate * m_repeat);//m_frameRate是我们自己设计的控制逻辑帧，比如1000，即1s。m_repeat会记录当前是第几次循环。那么控制逻辑帧 x 循环次数 = 累积循环帧时间
        m_repeat++;
        m_realTime = (DWORD)(m_timerEnd - m_timerStart);

        //规定的帧率内执行完所有事件，则Sleep；否则追帧。
        if (m_durationFrameTime < m_realTime) {
            LOG_INFO << "超出控制帧，追帧";
        }
        else {
            LOG_INFO << "m_durationFrameTime - m_realTime = sleep time:"
                << m_durationFrameTime << " - " << m_realTime << " = " <<
                m_durationFrameTime - m_realTime;
            Sleep(m_durationFrameTime - m_realTime);
        }

        if (m_quit) {		//退出标记位，bool类型
            LOG_INFO << "Service quiting...";
            break;
        }
    }