Go语言一次性定时器使用方式和实现原理

​1.介绍

在 Go 语言标准库 time​ 包中的 Timer 类型，它是表示单一事件的计时器，也就是说它是一次性定时器。

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在 Go 语言项目开发中，定时器使用广泛，本文我们介绍 Go 语言中怎么使用 Timer，以及它的实现原理。

2.使用方式

使用 Timer​ 一次性定时器，需要导入 time 包，创建定时器的方式有两种，分别是：

func NewTimer(d Duration) *Timer

使用 func NewTimer​ 创建 Timer​，入参是定时器的等待时间，时间到达时，发送当前时间到 channel中。

示例代码：

func main() {
 nowTime := time.Now().Unix()
 fmt.Println(nowTime)
 NewTimerDemo()
}

func NewTimerDemo() {
 timer := time.NewTimer(2 * time.Second)
 select {
 case <-timer.C:
  currentTime := time.Now().Unix()
  fmt.Println(currentTime, "do something")
 }
}

输出结果：

1665894136
1665894138 do something

通过阅读上面这段代码，我们可以发现我们定义了一个 2s​ 后执行的定时器 timer​，然后使用 select​ 读取 timer.C 中的数据，当读取到数据时，执行特定业务逻辑代码。

func AfterFunc(d Duration, f func()) *Timer

使用 func AfterFunc​ 创建 Timer，入参是定时器等待时间，和时间到达时执行的函数。

示例代码：

func main() {
 nowTime := time.Now().Unix()
 fmt.Println(nowTime)
 AfterFuncDemo()
}

func AfterFuncDemo() {
 time.AfterFunc(2 * time.Second, func() {
  currentTime := time.Now().Unix()
  fmt.Println(currentTime, "do something")
 })
 time.Sleep(3 * time.Second)
}

阅读上面这段代码，细心的读者朋友们可能已经发现，我们在代码末尾使用 time.Sleep()​，这是因为 time.AfterFunc() 是异步执行的，所以需要等待协成退出。

3.实现原理

我们在源码中查看 Timer​ 的数据结构，发现它包含两个字段，其中一个是可导出字段 C​，这是一个 Time​类型的 chan​；另一个是不可导出字段 r​，这是一个 runtimeTimer 类型。

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

实际上，每个 Go 应用程序底层都会有一个特定的协程管理 Timer​，该协程（底层协程）监控到某个 Timer​ 指定的时间到达时，就会将当前时间发送到 C​ 中，然后上层读取到 C 中的数据时，执行相关业务逻辑代码。

底层协程监控 Timer​ 的 r​ 字段中的数据，我们在源码中查看一下 runtimeTimer 的数据结构：

type runtimeTimer struct {
    tb     uintptr
    i      int
    when   int64
    period int64
    f      func(interface{}, uintptr)
    arg    interface{}
    seq    uintptr
}

阅读上面这段代码，我们可以发现 runtimeTimer​ 中包含的所有字段，我们重点了解 when、f​ 和 arg。

• when：定时器执行时间。
• f：定时器执行的回调函数。
• arg：定时器执行的回调函数的参数。

在简单了解 Timer​ 的数据结构之后，我们在源码中查看一下 func NewTimer 的代码：

// NewTimer creates a new Timer that will send
// the current time on its channel after at least duration d.
func NewTimer(d Duration) *Timer {
 c := make(chan Time, 1)
 t := &Timer{
  C: c,
  r: runtimeTimer{
   when: when(d),
   f:    sendTime,
   arg:  c,
  },
 }
 startTimer(&t.r)
 return t
}

阅读上面这段代码，我们可以发现 func NewTimer​ 的实现非常简单，它实际上就是构造了一个 Timer​，然后把 Timer.r​ 传参给 startTimer()​，除了 startTimer()​ 函数外，还有两个函数，分别是 when()​和 sendTime​，其中 when()​ 是计算计时器的执行时间，sendTime 是计时器时间到达时执行的事件（实际上就是将当前时间写入通道中）。

sendTime 源码：

func sendTime(c interface{}, seq uintptr) {
 // Non-blocking send of time on c.
 // Used in NewTimer, it cannot block anyway (buffer).
 // Used in NewTicker, dropping sends on the floor is
 // the desired behavior when the reader gets behind,
 // because the sends are periodic.
 select {
 case c.(chan Time) <- Now():
 default:
 }
}

我们已经了解到，func NewTimer​ 将构造的 Timer.r​ 传参给 startTimer()​，它负责把 runtimeTimer​写入底层协程的数组中（如果底层协程未运行，它将会启动底层协程），将 Timer​ 交给底层协程监控，也就是上面讲到的，当底层协程监控到某个 Timer 指定时间到达时，将当前时间发送到它的通道中。

// startTimer adds t to the timer heap.
//go:linkname startTimer time.startTimer
func startTimer(t *timer) {
 if raceenabled {
  racerelease(unsafe.Pointer(t))
 }
 addtimer(t)
}

4.总结

本文我们介绍 Go 语言标准库 time​ 包提供的一次性定时器 Timer，不仅介绍了它的使用方式，还介绍了它的实现原理。

网页题目：Go语言一次性定时器使用方式和实现原理
文章路径：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news36/143836.html

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