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时间轮概述
时间轮是一种基于时间概念的循环缓冲区，可以将其视为一个圆形的缓冲区，其大小为m（2的幂次）。每次时间轮转动一个单位，例如1毫秒，所有缓冲区指向的内容也随之发生改变。在时间轮中，内部包含了许多标记、槽位和指针等。
时间轮的作用是实现定时任务调度。本质上，一个定时任务就是一个结构体，包含了任务的执行时间，任务的执行函数等信息。我们可以将这些定时任务挂在时间轮的相应槽位上，执行时间轮的定时调度。
Go语言实现时间轮
我们使用Go语言实现时间轮，可以通过以下三个struct实现：
type TimerTask struct { expires int64 //任务的到期时间 callback func() //任务需要执行的函数}type Timer struct { interval int64 //时间轮转动的间隔 slots []*list.List //所有的槽位 curPos int //当前槽位指针 tickCount int64 //时间轮当前tick}type Timewheel struct { timer *Timer //指向Timer结构体的指针 quit chan struct{} //停止时间轮信号 waitGroup sync.WaitGroup //同步等待}
我们在TimerTask结构体中保存了任务的执行时间，任务的执行函数等信息。在Timer结构体中，保存了时间轮转动的时间间隔、所有槽的列表、当前槽指针和当前tick数。在Timewheel结构体中，保存了时间轮的指针、停止时间轮的信号和同步等待。
时间轮的工作流程如下：
1）初始化Timer结构体，构建time列表。
2）使用addTimer函数将指定的定时任务添加到槽位中。
3）启动时间轮，任务被添加到槽位中的任务会根据指定的执行时间在相应的tick中执行。
下面我们详细介绍如何实现每个步骤。
1 初始化Timer结构体
为了初始化时间轮，我们需要在Timer结构体中创建一个包含m（tow的倍数）个槽位的列表，将所有任务都挂在相应的槽位上。为了在Go语言中实现列表，我们可以使用container/list包提供的链表类型，这个链表支持O（1）时间内添加、删除操作，非常适合用于时间轮。
type Timer struct { interval int64 slots []*list.List curPos int tickCount int64}func newTimer(interval int64, m int) *Timer { l := make([]*list.List, m) for i := 0; i < m; i++ { l[i] = list.New() } return &Timer{ interval: interval, slots: l, curPos: 0, tickCount: 0, }}
2 添加定时任务
我们使用addTimer函数添加定时任务。该函数接受一个TimerTask结构体作为参数，并将其添加到时间轮的相应时间槽中。为了确保定时任务可以安排在正确的槽中，我们需要根据时间计算出该任务所处的槽位置，并将该任务添加到该槽的列表中。
func (tw *TimerWheel) AddTimer(task *TimerTask) { if task.expires <= 0 { return } pos, round := tw.timer.getPosAndRound(task.expires) tw.timer.slots[pos].PushBack(task) task.position = &Element{ round: round, position: pos, task: task, nextElement: nil, }}
3 启动时间轮
使用Start函数启动时间轮。Start函数在当前进程中使用一个 goroutine，该goroutine会每次执行时间轮的tick操作，整个循环过程由for-select语句完成。在每个时间轮的tick中，我们将当前tick指向下一个槽，并迭代当前槽，执行其中保存的所有任务。
func (tw *TimerWheel) Start() { defer close(tw.quit) tw.timer.resetTickCount() ticker := time.NewTicker(time.Duration(tw.timer.interval) * time.Millisecond) defer ticker.Stop() for { select { case <-tw.quit: log.Println("time wheel is stop.") return case <-ticker.C: tw.timer.curPos = (tw.timer.curPos + 1) & (tw.timer.slotNum() - 1) tw.timer.tickCount++ l := tw.timer.slots[tw.timer.curPos] tw.exec(l) } }}
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