golang 定时任务方面time.Sleep和time.Tick的优劣对比分析
golang 写循环执行的定时任务,常见的有以下三种实现方式
1、time.Sleep方法:
for { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("我在定时执行任务") }
2、time.Tick函数:
t1:=time.Tick(3*time.Second) for { select { case <-t1: fmt.Println("t1定时器") } }
3、其中Tick定时任务
也可以先使用time.Ticker函数获取Ticker结构体,然后进行阻塞监听信息,这种方式可以手动选择停止定时任务,在停止任务时,减少对内存的浪费。
t:=time.NewTicker(time.Second) for { select { case <-t.C: fmt.Println("t1定时器") t.Stop() } }
其中第二种和第三种可以归为同一类
这三种定时器的实现原理
一般来说,你在使用执行定时任务的时候,一般旁人会劝你不要使用time.Sleep完成定时任务,但是为什么不能使用Sleep函数完成定时任务呢,它和Tick函数比,有什么劣势呢?这就需要我们去探讨阅读一下源码,分析一下它们之间的优劣性。
首先,我们研究一下Tick函数,func Tick(d Duration) <-chan Time
调用Tick函数会返回一个时间类型的channel,如果对channel稍微有些了解的话,我们首先会想到,既然是返回一个channel,在调用Tick方法的过程中,必然创建了goroutine,该Goroutine负责发送数据,唤醒被阻塞的定时任务。我在阅读源码之后,确实发现函数中go出去了一个协程,处理定时任务。
按照当前的理解,使用一个tick,需要go出去一个协程,效率和对内存空间的占用肯定不能比sleep函数强。我们需要继续阅读源码才拿获取到真理。
简单的调用过程我就不陈述了,我在这介绍一下核心结构体和方法(删除了部分判断代码,解释我写在表格中):
func (tb *timersBucket) addtimerLocked(t *timer) { t.i = len(tb.t) //计算timersBucket中,当前定时任务的长度 tb.t = append(tb.t, t)// 将当前定时任务加入timersBucket siftupTimer(tb.t, t.i) //维护一个timer结构体的最小堆(四叉树),排序关键字为执行时间,即该定时任务下一次执行的时间 if !tb.created { tb.created = true go timerproc(tb)// 如果还没有创建过管理定时任务的协程,则创建一个,执行通知管理timer的协程,最核心代码 } }
timersBucket,顾名思义,时间任务桶,是外界不可见的全局变量。每当有新的timer定时器任务时,会将timer加入到timersBucket中的timer切片。timerBucket结构体如下:
type timersBucket struct { lock mutex //添加新定时任务时需要加锁(冲突点在于维护堆) t []*timer //timer切片,构造方式为四叉树最小堆 }
func timerproc(tb *timersBucket) 详细介绍
可以称之为定时任务处理器,所有的定时任务都会加入timersBucket,然后在该函数中等待被处理。
等待被处理的timer,根据when字段(任务执行的时间,int类型,纳秒级别)构成一个最小堆,每次处理完成堆顶的某个timer时,会给它的when字段加上定时任务循环间隔时间(即Tick(d Duration) 中的d参数),然后重新维护堆,保证when最小的timer在堆顶。当堆中没有可以处理的timer(有timer,但是还不到执行时间),需要计算当前时间和堆顶中timer的任务执行时间差值delta,定时任务处理器沉睡delta段时间,等待被调度器唤醒。
核心代码如下(注释写在每行代码的后面,删除一些判断代码以及不利于阅读的非核心代码):
func timerproc(tb *timersBucket) { for { lock(&tb.lock) //加锁 now := nanotime() //当前时间的纳秒值 delta := int64(-1) //最近要执行的timer和当前时间的差值 for { if len(tb.t) == 0 { delta = -1 break }//当前无可执行timer,直接跳出该循环 t := tb.t[0] delta = t.when - now //取when组小的的timer,计算于当前时间的差值 if delta > 0 { break }// delta大于0,说明还未到发送channel时间,需要跳出循环去睡眠delta时间 if t.period > 0 { // leave in heap but adjust next time to fire t.when += t.period * (1 + -delta/t.period)// 计算该timer下次执行任务的时间 siftdownTimer(tb.t, 0) //调整堆 } else { // remove from heap,如果没有设定下次执行时间,则将该timer从堆中移除(time.after和time.sleep函数即是只执行一次定时任务) last := len(tb.t) - 1 if last > 0 { tb.t[0] = tb.t[last] tb.t[0].i = 0 } tb.t[last] = nil tb.t = tb.t[:last] if last > 0 { siftdownTimer(tb.t, 0) } t.i = -1 // mark as removed } f := t.f arg := t.arg seq := t.seq unlock(&tb.lock)//解锁 f(arg, seq) //在channel中发送time结构体,唤醒阻塞的协程 lock(&tb.lock) } if delta < 0 { // No timers left - put goroutine to sleep. goparkunlock(&tb.lock, "timer goroutine (idle)", traceEvGoBlock, 1) continue }// delta小于0说明当前无定时任务,直接进行阻塞进行睡眠 tb.sleeping = true tb.sleepUntil = now + delta unlock(&tb.lock) notetsleepg(&tb.waitnote, delta) //睡眠delta时间,唤醒之后就可以执行在堆顶的定时任务了 } }
至此,time.Tick函数涉及到的主要功能就讲解结束了,总结一下就是启动定时任务时,会创建一个唯一协程,处理timer,所有的timer都在该协程中处理。
然后,我们再阅读一下sleep的源码实现,核心源码如下:
//go:linkname timeSleep time.Sleep func timeSleep(ns int64) { *t = timer{} //创建一个定时任务 t.when = nanotime() + ns //计算定时任务的执行时间点 t.f = goroutineReady //执行方法 tb.addtimerLocked(t) //加入timer堆,并在timer定时任务执行协程中等待被执行 goparkunlock(&tb.lock, "sleep", traceEvGoSleep, 2) //睡眠,等待定时任务协程通知唤醒 }
读了sleep的核心代码之后,是不是突然发现和Tick函数的内容很类似,都创建了timer,并加入了定时任务处理协程。神奇之处就在于,实际上这两个函数产生的timer都放入了同一个timer堆,都在定时任务处理协程中等待被处理。
优劣性对比,使用建议
现在我们知道了,Tick,Sleep,包括time.After函数,都使用的timer结构体,都会被放在同一个协程中统一处理,这样看起来使用Tick,Sleep并没有什么区别。
实际上是有区别的,Sleep是使用睡眠完成定时任务,需要被调度唤醒。Tick函数是使用channel阻塞当前协程,完成定时任务的执行。当前并不清楚golang 阻塞和睡眠对资源的消耗会有什么区别,这方面不能给出建议。
但是使用channel阻塞协程完成定时任务比较灵活,可以结合select设置超时时间以及默认执行方法,而且可以设置timer的主动关闭,以及不需要每次都生成一个timer(这方面节省系统内存,垃圾收回也需要时间)。
所以,建议使用time.Tick完成定时任务。
补充:Golang 定时器timer和ticker
两种类型的定时器:ticker和timer。两者有什么区别呢?请看如下代码:
ticker
package main import ( "fmt" "time" ) func main() { d := time.Duration(time.Second*2) t := time.NewTicker(d) defer t.Stop() for { <- t.C fmt.Println("timeout...") } }
output:
timeout…
timeout…
timeout…
解析
ticker只要定义完成,从此刻开始计时,不需要任何其他的操作,每隔固定时间都会触发。
timer
package main import ( "fmt" "time" ) func main() { d := time.Duration(time.Second*2) t := time.NewTimer(d) defer t.Stop() for { <- t.C fmt.Println("timeout...") // need reset t.Reset(time.Second*2) } }
output:
timeout…
timeout…
timeout…
解析
使用timer定时器,超时后需要重置,才能继续触发。
ticker 例子展示
package main import ( "fmt" "time" ) func main() { t := time.NewTicker(3*time.Second) defer t.Stop() fmt.Println(time.Now()) time.Sleep(4*time.Second) for { select { case <-t.C: fmt.Println(time.Now()) } } }
output:
2018-04-02 19:08:22.2797 +0800 CST
2018-04-02 19:08:26.3087 +0800 CST
2018-04-02 19:08:28.2797 +0800 CST
2018-04-02 19:08:31.2797 +0800 CST
2018-04-02 19:08:34.2797 +0800 CST
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持猪先飞。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。
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