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    golang time包下定时器的实现方法

    作者:诺唯 时间:2021-06-16 18:31

    golang time包

    和python一样,golang时间处理还是比较方便的,以下介绍了golang 时间日期,相关包 "time"的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍。

    时间戳

    当前时间戳

    fmt.Println(time.Now().Unix())
    # 1389058332

    str格式化时间

    当前格式化时间

    fmt.Println(time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05")) // 这是个奇葩,必须是这个时间点, 据说是go诞生之日, 记忆方法:6-1-2-3-4-5
    # 2014-01-07 09:42:20

    时间戳转str格式化时间

    str_time := time.Unix(1389058332, 0).Format("2006-01-02 15:04:05")
    fmt.Println(str_time)
    # 2014-01-07 09:32:12

    str格式化时间转时间戳

    这个比较麻烦

    the_time := time.Date(2014, 1, 7, 5, 50, 4, 0, time.Local)
    unix_time := the_time.Unix()
    fmt.Println(unix_time)
    # 389045004

    还有一种方法,使用time.Parse

    the_time, err := time.Parse("2006-01-02 15:04:05", "2014-01-08 09:04:41")
    if err == nil {
    unix_time := the_time.Unix()
    fmt.Println(unix_time) 
    }
    # 1389171881

    以上简单介绍了golang中time包的相关内容,下面开始本文的正文。

    引言

    这篇文章简单的介绍下golang time 包下定时器的实现,说道定时器,在我们开发过程中很常用,由于使用的场景不同,所以对定时器实际的实现也就不同,go的定时器并没有使用SIGALARM信号实现,而是采取最小堆的方式实现(源码包中使用数组实现的四叉树),使用这种方式定时精度很高,但是有的时候可能我们不需要这么高精度的实现,为了更高效的利用资源,有的时候也会实现一个精度比较低的算法。

    跟golang定时器相关的入口主要有以下几种方法:

    <-time.Tick(time.Second)
    <-time.After(time.Second)
    <-time.NewTicker(time.Second).C
    <-time.NewTimer(time.Second).C
    time.AfterFunc(time.Second, func() { /*do*/ })
    time.Sleep(time.Second)

    这里我们以其中NewTicker为入口,NewTicker的源码如下:

    func NewTicker(d Duration) *Ticker {
     if d <= 0 {
     panic(errors.New("non-positive interval for NewTicker"))
     }
     c := make(chan Time, 1)
     t := &Ticker{
     C: c,
     r: runtimeTimer{
     // when(d)返回一个runtimeNano() + int64(d)的未来时(到期时间)
     //runtimeNano运行时当前纳秒时间
     when: when(d),
     period: int64(d), // 被唤醒的时间
     f:  sendTime, // 时间到期后的回调函数
     arg: c,  // 时间到期后的断言参数
     },
     }
     // 将新的定时任务添加到时间堆中
     // 编译器会将这个函数翻译为runtime.startTimer(t *runtime.timer)
     // time.runtimeTimer翻译为runtime.timer
     startTimer(&t.r)
     return t

    这里有个比较重要的是startTimer(&t.r)它的实现被翻译在runtime包内

    func startTimer(t *timer) {
     if raceenabled {
     racerelease(unsafe.Pointer(t))
     }
     addtimer(t)
    }
    
    func addtimer(t *timer) {
     lock(&timers.lock)
     addtimerLocked(t)
     unlock(&timers.lock)
    }

    上面的代码为了看着方便,我将他们都放在一起

    下面代码都写出部分注释

    // 使用锁将计时器添加到堆中
    // 如果是第一次运行此方法则启动timerproc
    func addtimerLocked(t *timer) {
     if t.when < 0 {
     t.when = 1<<63 - 1
     }
     // t.i i是定时任务数组中的索引
     // 将新的定时任务追加到定时任务数组队尾
     t.i = len(timers.t)
     timers.t = append(timers.t, t)
     // 使用数组实现的四叉树最小堆根据when(到期时间)进行排序
     siftupTimer(t.i)
     // 如果t.i 索引为0
     if t.i == 0 {
     if timers.sleeping {
     // 如果还在sleep就唤醒
     timers.sleeping = false
     // 这里基于OS的同步,并进行OS系统调用
     // 在timerproc()使goroutine从睡眠状态恢复
     notewakeup(&timers.waitnote)
     }
     if timers.rescheduling {
     timers.rescheduling = false
     // 如果没有定时器,timerproc()与goparkunlock共同sleep
     // goready这里特殊说明下,在线程创建的堆栈,它比goroutine堆栈大。
     // 函数不能增长堆栈,同时不能被调度器抢占
     goready(timers.gp, 0)
     }
     }
     if !timers.created {
     timers.created = true
     go timerproc() //这里只有初始化一次
     }
    }
    
    // Timerproc运行时间驱动的事件。
    // 它sleep到计时器堆中的下一个。
    // 如果addtimer插入一个新的事件,它会提前唤醒timerproc。
    func timerproc() {
     timers.gp = getg()
     for {
     lock(&timers.lock)
     timers.sleeping = false
     now := nanotime()
     delta := int64(-1)
     for {
     if len(timers.t) == 0 {
     delta = -1
     break
     }
     t := timers.t[0]
     delta = t.when - now
     if delta > 0 {
     break // 时间未到
     }
     if t.period > 0 {
     // 计算下一次时间
            // period被唤醒的间隔
     t.when += t.period * (1 + -delta/t.period)
     siftdownTimer(0)
     } else {
     // remove from heap
     last := len(timers.t) - 1
     if last > 0 {
      timers.t[0] = timers.t[last]
      timers.t[0].i = 0
     }
     timers.t[last] = nil
     timers.t = timers.t[:last]
     if last > 0 {
      siftdownTimer(0)
     }
     t.i = -1 // 标记移除
     }
     f := t.f
     arg := t.arg
     seq := t.seq
     unlock(&timers.lock)
     if raceenabled {
     raceacquire(unsafe.Pointer(t))
     }
     f(arg, seq)
     lock(&timers.lock)
     }
     if delta < 0 || faketime > 0 {
     // 没有定时器,把goroutine sleep。
     timers.rescheduling = true
     // 将当前的goroutine放入等待状态并解锁锁。
     // goroutine也可以通过呼叫goready(gp)来重新运行。
     goparkunlock(&timers.lock, "timer goroutine (idle)", traceEvGoBlock, 1)
     continue
     }
     // At least one timer pending. Sleep until then.
     timers.sleeping = true
     timers.sleepUntil = now + delta
     // 重置
     noteclear(&timers.waitnote)
     unlock(&timers.lock)
     // 使goroutine进入睡眠状态,直到notewakeup被调用,
     // 通过notewakeup 唤醒
     notetsleepg(&timers.waitnote, delta)
     }
    }

    golang使用最小堆(最小堆是满足除了根节点以外的每个节点都不小于其父节点的堆)实现的定时器。golang []*timer结构如下:


    golang存储定时任务结构

    addtimer在堆中插入一个值,然后保持最小堆的特性,其实这个结构本质就是最小优先队列的一个应用,然后将时间转换一个绝对时间处理,通过睡眠和唤醒找出定时任务,这里阅读起来源码很容易,所以只将代码和部分注释写出。

    总结

    js
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