Go语言中高效时间轮的实现

2024-01-17 01:14:48

1. 时间轮简介

时间轮是一种常用的定时器实现方法，它将时间轴划分为多个时间槽，每个时间槽对应一个定时器队列。当需要创建一个定时任务时，根据任务的延迟时间将其放入对应的定时器队列中。时间轮会不断循环遍历这些定时器队列，当某个定时器队列中的任务到达执行时间时，将该任务从队列中取出并执行。

2. 时间轮在Go语言中的实现

在Go语言中，我们可以使用一个数组来实现时间轮。数组的每个元素对应一个时间槽，时间槽的大小可以根据实际需求进行设置。当需要创建一个定时任务时，根据任务的延迟时间计算出它应该放入的时间槽，然后将任务放入该时间槽对应的定时器队列中。时间轮会不断循环遍历这些定时器队列，当某个定时器队列中的任务到达执行时间时，将该任务从队列中取出并执行。

下面是一个简单的Go语言时间轮实现示例：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

// 时间轮结构体
type TimeWheel struct {
    slots [][]*Task // 时间槽数组
    interval time.Duration // 时间槽大小
    ticker *time.Ticker // 定时器
}

// 任务结构体
type Task struct {
    delay time.Duration // 任务延迟时间
    f func() // 任务执行函数
}

// 新建时间轮
func NewTimeWheel(interval time.Duration) *TimeWheel {
    tw := &TimeWheel{
        slots: make([][]*Task, interval),
        interval: interval,
        ticker: time.NewTicker(interval),
    }
    return tw
}

// 添加任务
func (tw *TimeWheel) AddTask(delay time.Duration, f func()) {
    // 计算任务应该放入的时间槽
    slot := int(delay / tw.interval)

    // 将任务放入时间槽对应的定时器队列
    tw.slots[slot] = append(tw.slots[slot], &Task{
        delay: delay,
        f: f,
    })
}

// 启动时间轮
func (tw *TimeWheel) Start() {
    go func() {
        for range tw.ticker.C {
            // 遍历时间槽
            for i := 0; i < len(tw.slots); i++ {
                // 获取当前时间槽中的任务队列
                tasks := tw.slots[i]

                // 执行任务
                for _, task := range tasks {
                    task.f()
                }

                // 清空任务队列
                tw.slots[i] = nil
            }
        }
    }()
}

// 停止时间轮
func (tw *TimeWheel) Stop() {
    tw.ticker.Stop()
}

func main() {
    // 创建时间轮
    tw := NewTimeWheel(1 * time.Second)

    // 添加任务
    tw.AddTask(3*time.Second, func() {
        fmt.Println("任务1执行")
    })

    tw.AddTask(5*time.Second, func() {
        fmt.Println("任务2执行")
    })

    // 启动时间轮
    tw.Start()

    // 等待10秒
    time.Sleep(10 * time.Second)

    // 停止时间轮
    tw.Stop()
}