gtimer

gtimer是一个并发安全的高性能任务定时器，类似于Java的Timer。gtimer内部实现采用灵活高效的分层时间轮（Hierarchical Timing Wheel）设计，被设计为可单进程管理维护百万级别以上数量的定时任务。

gtimer任务定时器与gcron定时任务模块区别:

• gtimer属于高性能模块，是框架核心模块，构建任何定时任务的基础，任何方法操作耗时均在纳秒级别。
• gtimer可适用于任何的定时任务场景中，例如: TCP通信、游戏开发等场景。
• gcron支持经典的crontab形式的定时任务语法，最小时间设定间隔为秒。
• gcron底层实现基于gtimer。

使用场景：

任何定时任务场景，大批量定时任务/延迟任务的场景，超时控制/频率控制的业务场景，对于定时时间准确度要求不高的业务场景。

注意事项：

1. 任何的定时任务都是有误差的，在时间轮刻度比较大，或者并发量大，负载较高的系统中尤其明显，具体请参考：https://github.com/golang/go/issues/14410
2. 定时间隔不会考虑任务的执行时间。例如，如果一项工作需要3分钟才能执行完成，并且计划每隔5分钟运行一次，那么每次任务之间只有2分钟的空闲时间。
3. 需要注意的是单例模式运行的定时任务，任务的执行时间会影响该任务下一次执行的开始时间。例如：一个每秒执行的任务，运行耗时为1秒，那么在第1秒开始运行后，下一次任务将会在第3秒开始执行。

使用方式：

import "github.com/gogf/gf/os/gtimer"

接口文档：

https://godoc.org/github.com/gogf/gf/os/gtimer

简要说明：

1. New方法用于创建自定义的任务定时器对象:
   • slot 参数用于指定每个时间轮的槽数；
   • interval 参数用于指定定时器的最小tick时间间隔；
   • level 为非必需参数，用于自定义分层时间轮的层数，默认为6；
2. Add方法用于添加定时任务，其中：
   • interval 参数用于指定方法的执行的时间间隔；
   • job 参数为需要执行的任务方法(方法地址)；
3. AddEntry方法添加定时任务，支持更多参数的控制；
4. AddSingleton方法用于添加单例定时任务，即同时只能有一个该任务正在运行；
5. AddOnce方法用于添加只运行一次的定时任务，当运行一次数后该定时任务自动销毁；
6. AddTimes方法用于添加运行指定次数的定时任务，当运行times次数后该定时任务自动销毁；
7. Search方法用于根据名称进行定时任务搜索(返回定时任务*Entry对象指针)；
8. Start方法用于启动定时器(使用New创建定时器时会自动启动)；
9. Stop方法用于停止定时器；
10. Close方法用于关闭定时器；

时间轮设计

gtimer采用的是 分层时间轮(Hierarchical Timing Wheel) 设计，使用的数据结构为array + list，相比较于单层时间轮设计，可以更高效地管理更多的定时任务。分层时间轮的设计类似于时钟的转动，在分层时间轮的内部，仅使用了一个goroutine来“滚动”刻度，有且只有最底层的时间轮会执行刻度的“滚动”。相当于底层的时间轮转一圈，上层的时间轮才会移动一个刻度，如此循环。时间间隔比较大的定时任务将会被添加到高层的时间轮，当刻度指向该任务的槽时，会将该任务移动到低层的时间轮继续运行。

在时间轮的每一个刻度上绑定了一个并发安全的链表，达到刻度时自动遍历该链表，满足条件的任务将会创建独立的goroutine进行异步执行。不满足条件的任务，或者需要继续执行的任务将会计算剩余的间隔时间，被重新调度到新的时间轮刻度上。

关于时间轮更详细的介绍，可以查看以下几个链接：

• http://www.embeddedlinux.org.cn/RTConforEmbSys/5107final/LiB0071.html
• https://www.slideshare.net/supperniu/timing-wheels

默认定时器

大部分的场景下使用默认的定时器即可。如果确实有创建自定义时间轮对象的必要，务必提前理解时间轮设计概念，并且防止设计的时间刻度大小溢出。

使用gtimer的默认定时器时，默认的时间轮槽数为10，间隔时间为50ms，分层大小为6，每一层的时间轮信息如下：

可以使用以下两种方式修改默认的定时器参数：

1. 使用启动参数
   • gf.gtimer.slots=100: 修改默认的槽数为100；
   • gf.gtimer.level=7: 修改默认的分层数为7；
   • gf.gtimer.interval=10: 修改默认的时间刻度为10毫秒；
2. 使用环境变量
   • GF_GTIMER_SLOTS=100
   • GF_GTIMER_LEVEL=7
   • GF_GTIMER_INTERVAL=10

性能基准测试

goos: linux
goarch: amd64
pkg: github.com/gogf/gf/os/gtimer
Benchmark_Add-4               3000000             484 ns/op         152 B/op           5 allocs/op
Benchmark_StartStop-4       100000000            10.1 ns/op           0 B/op           0 allocs/op
PASS
ok      command-line-arguments    6.602s

示例1, 间隔任务

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/gogf/gf/os/gtimer"
    "time"
)

func main() {
    now      := time.Now()
    interval := 1400*time.Millisecond
    gtimer.Add(interval, func() {
        fmt.Println(time.Now(), time.Duration(time.Now().UnixNano() - now.UnixNano()))
        now = time.Now()
    })

    select { }
}

执行后，输出结果为:

2019-01-17 18:17:37.022442 +0800 CST m=+1.354132542 1.353568s
2019-01-17 18:17:38.422467 +0800 CST m=+2.754148119 1.399624s
2019-01-17 18:17:39.82318 +0800 CST m=+4.154851847 1.40066s
2019-01-17 18:17:41.222422 +0800 CST m=+5.554084408 1.399094s
2019-01-17 18:17:42.622461 +0800 CST m=+6.954112968 1.399962s
2019-01-17 18:17:44.022769 +0800 CST m=+8.354411089 1.400251s
...

示例2, 单例任务

package main

import (
    "github.com/gogf/gf/os/glog"
    "github.com/gogf/gf/os/gtimer"
    "time"
)

func main() {
    interval := time.Second
    gtimer.AddSingleton(interval, func() {
        glog.Println("doing")
        time.Sleep(5*time.Second)
    })

    select { }
}

执行后，输出结果为:

2019-01-23 17:04:18.892 doing
2019-01-23 17:04:24.890 doing
2019-01-23 17:04:29.892 doing
2019-01-23 17:04:35.891 doing
...