一文搞懂golang定時(shí)器Timer的用法和實(shí)現(xiàn)原理

前言

定時(shí)器在Go語(yǔ)言應(yīng)用中使用非常廣泛，Go語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里提供兩種類型的計(jì)時(shí)器，一種是一次性的定時(shí)器Timer，另外一種是周期性的定時(shí)器Ticker。本文主要來(lái)看一下Timer的用法和實(shí)現(xiàn)原理，需要的朋友可以參考以下內(nèi)容，希望對(duì)大家有幫助。

Timer

Timer是一種單一事件的定時(shí)器，即經(jīng)過(guò)指定的時(shí)間后觸發(fā)一個(gè)事件，因?yàn)?code>Timer只執(zhí)行一次就結(jié)束，所以稱為單一事件，這個(gè)事件通過(guò)其本身提供的channel進(jìn)行通知觸發(fā)。

timer結(jié)構(gòu)體

通過(guò)src/time.sleep.go:Timer定義了Timer數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

// Timer代表一次定時(shí)，時(shí)間到達(dá)后僅執(zhí)行一個(gè)事件。
type Timer struct {
    C <-chan Time
    r runtimeTimer
}

它提供了一個(gè)channel，在定時(shí)時(shí)間到達(dá)之前，沒(méi)有數(shù)據(jù)寫(xiě)入timer.C會(huì)一直阻塞，直到時(shí)間到達(dá)，向channel寫(xiě)入系統(tǒng)時(shí)間，阻塞解除，可以從中讀取數(shù)據(jù)，這就是一個(gè)事件。

創(chuàng)建定時(shí)器

func NewTimer(d Duration) *Timer

通過(guò)上面方法指定一個(gè)事件即可創(chuàng)建一個(gè)Timer,Timer一經(jīng)創(chuàng)建便開(kāi)始計(jì)時(shí)，不需要額外的啟動(dòng)命令。

示例：

func main()  {
	timer := time.NewTimer(time.Second * 5) //設(shè)置超時(shí)時(shí)間5s

	<- timer.C
	fmt.Println("Time out!")
}

停止定時(shí)器

Timer創(chuàng)建后可以隨時(shí)停止，停止計(jì)時(shí)器的方法如下：

func (t *Timer) Stop() bool

其返回值代表定時(shí)器有沒(méi)有超時(shí)：

• true：定時(shí)器超時(shí)前停止，后續(xù)不會(huì)再有事件發(fā)送。
• false：定時(shí)器超時(shí)后停止。

示例：

func main()  {
	timer := time.NewTimer(time.Second * 5) //設(shè)置超時(shí)時(shí)間5s
    timer.Stop()
}

重置定時(shí)器

已經(jīng)過(guò)期的定時(shí)器或者已停止的定時(shí)器，可以通過(guò)重置動(dòng)作重新激活，方法如下：

func (t *Timer) Reset(d Duration) bool

重置的動(dòng)作本質(zhì)上是先停掉定時(shí)器，再啟動(dòng)，其返回值也即是停掉計(jì)時(shí)器的返回值。

func main()  {
	timer := time.NewTimer(time.Second * 5)

	<- timer.C
	fmt.Println("Time out!")

	timer.Stop() 
	timer.Reset(time.Second*3)  // 重置定時(shí)器
}

實(shí)現(xiàn)原理

每個(gè)Go應(yīng)用程序都有一個(gè)協(xié)程專門(mén)負(fù)責(zé)管理所有的Timer，這個(gè)協(xié)程負(fù)責(zé)監(jiān)控Timer是否過(guò)期，過(guò)期后執(zhí)行一個(gè)預(yù)定義的動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作對(duì)于Timer而言就是發(fā)送當(dāng)前時(shí)間到管道中。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

type Timer struct {
    C <-chan Time
    r runtimeTimer
}

Timer只有兩個(gè)成員：

• C:channel，上層應(yīng)用根據(jù)此管道接收事件；
• r:runtimeTimer定時(shí)器，該定時(shí)器即系統(tǒng)管理的定時(shí)器，上層應(yīng)用不可見(jiàn)。

runtimeTimer

任務(wù)的載體，用于監(jiān)控定時(shí)任務(wù)，每創(chuàng)建一個(gè)Timer就創(chuàng)建一個(gè)runtimeTimer變量，然后把它交給系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，我們通過(guò)設(shè)置runtimeTimer過(guò)期后的行為來(lái)達(dá)到定時(shí)的目的。

源碼包src/time/sleep.go:runtimeTimer定義了其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

type runtimeTimer struct {
    tb uintptr                          // 存儲(chǔ)當(dāng)前定時(shí)器的數(shù)組地址
    i  int                              // 存儲(chǔ)當(dāng)前定時(shí)器的數(shù)組下標(biāo)

    when   int64                        // 當(dāng)前定時(shí)器觸發(fā)時(shí)間
    period int64                        // 當(dāng)前定時(shí)器周期觸發(fā)間隔
    f      func(interface{}, uintptr)   // 定時(shí)器觸發(fā)時(shí)執(zhí)行的函數(shù)
    arg    interface{}                  // 定時(shí)器觸發(fā)時(shí)執(zhí)行函數(shù)傳遞的參數(shù)一
    seq    uintptr                      // 定時(shí)器觸發(fā)時(shí)執(zhí)行函數(shù)傳遞的參數(shù)二(該參數(shù)只在網(wǎng)絡(luò)收發(fā)場(chǎng)景下使用)
}

創(chuàng)建Timer

源碼實(shí)現(xiàn)：

func NewTimer(d Duration) *Timer {
    c := make(chan Time, 1)  // 創(chuàng)建一個(gè)管道
    t := &Timer{ // 構(gòu)造Timer數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        C: c,               // 新創(chuàng)建的管道
        r: runtimeTimer{
            when: when(d),  // 觸發(fā)時(shí)間
            f:    sendTime, // 觸發(fā)后執(zhí)行函數(shù)sendTime
            arg:  c,        // 觸發(fā)后執(zhí)行函數(shù)sendTime時(shí)附帶的參數(shù)
        },
    }
    startTimer(&t.r) // 此處啟動(dòng)定時(shí)器，只是把runtimeTimer放到系統(tǒng)協(xié)程的堆中，由系統(tǒng)協(xié)程維護(hù)
    return t
}

• NewTimer()只是構(gòu)造了一個(gè)Timer，然后把Timer.r通過(guò)startTimer()交給系統(tǒng)協(xié)程維護(hù)。
• C 是一個(gè)帶1個(gè)容量的chan，這樣做有什么好處呢，原因是chan 無(wú)緩沖發(fā)送數(shù)據(jù)就會(huì)阻塞，阻塞系統(tǒng)協(xié)程，這顯然是不行的。
• 回調(diào)函數(shù)設(shè)置為sendTime，執(zhí)行參數(shù)為channel，sendTime就是到點(diǎn)往C 里面發(fā)送當(dāng)前時(shí)間的函數(shù)

sendTime實(shí)現(xiàn)：

//c interface{} 就是NewTimer 賦值的參數(shù)，就是channel
func sendTime(c interface{}, seq uintptr) {
    select {
    case c.(chan Time) <- Now(): //寫(xiě)不進(jìn)去的話，C 已滿，走default 分支
    default:
    }
}

停止Timer

停止Timer，就是把Timer從系統(tǒng)協(xié)程中移除。函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)如下：

func (t *Timer) Stop() bool {
    return stopTimer(&t.r)
}

stopTimer()即通知系統(tǒng)協(xié)程把該Timer移除，即不再監(jiān)控。系統(tǒng)協(xié)程只是移除Timer并不會(huì)關(guān)閉管道，以避免用戶協(xié)程讀取錯(cuò)誤。

重置Timer

重置Timer時(shí)會(huì)先把timer從系統(tǒng)協(xié)程中刪除，修改新的時(shí)間后重新添加到系統(tǒng)協(xié)程中。

func (t *Timer) Reset(d Duration) bool {
    w := when(d)
    active := stopTimer(&t.r)
    t.r.when = w
    startTimer(&t.r)
    return active
}

補(bǔ)充：golang定時(shí)器Ticker

time包下有一個(gè)Ticker結(jié)構(gòu)體

// Ticker保管一個(gè)通道，并每隔一段時(shí)間向其傳遞"tick"。
type Ticker struct {
	C <-chan Time // 周期性傳遞時(shí)間信息的通道.
	r runtimeTimer
}

func NewTicker(d Duration) *Ticker{}

NewTicker返回一個(gè)新的Ticker，該Ticker包含一個(gè)通道字段，并會(huì)每隔時(shí)間段d，就向該通道發(fā)送當(dāng)時(shí)的時(shí)間。它會(huì)調(diào)整時(shí)間間隔或者丟棄tick信息以適應(yīng)反應(yīng)慢的接收者。如果d<=0會(huì)panic。關(guān)閉該Ticker可以釋放相關(guān)資源。

func (t *Ticker) Stop()

Stop關(guān)閉一個(gè)Ticker。在關(guān)閉后，將不會(huì)發(fā)送更多的tick信息。Stop不會(huì)關(guān)閉通道t.C，以避免從該通道的讀取不正確的成功。

例子

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	t := time.NewTicker(5 * time.Second) //創(chuàng)建定時(shí)器
	defer t.Stop()
    
	go sync(t)
	select {

	}
}

func sync(t *time.Ticker) {
	for {
		// 每5秒中從chan t.C 中讀取一次
		<-t.C
		fmt.Println("執(zhí)行數(shù)據(jù)備份任務(wù):", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
	}
}

到此這篇關(guān)于golang定時(shí)器Timer的用法和實(shí)現(xiàn)原理解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)golang定時(shí)器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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