简介
工作中经常有定时执行某些代码块的需求，如果是PHP代码，一般写个脚本，然后用Cron实现。
Go里提供了两种定时器：Timer(到达指定时间触发且只触发一次)和 Ticker(间隔特定时间触发)。
Timer和Ticker的实现几乎一样，Ticker相对复杂一些，这里主要讲述一下Ticker是如何实现的。
让我们先来看一下如何使用Ticker
//创建Ticker，设置多长时间触发一次ticker := time.NewTicker(time.Second * 10)go func() { for range ticker.C { //遍历ticker.C，如果有值，则会执行do someting，否则阻塞 //do someting }}()代码很简洁，给开发者提供了巨大的便利。那GoLang是如何实现这个功能的呢？
原理
NewTicker
time/tick.go的NewTicker函数:
调用NewTicker可以生成Ticker，关于这个函数有四点需要说明
- NewTicker主要作用之一是初始化
- NewTicker中的时间是以纳秒为单位的，when返回的从当前时间+d的纳秒值，d必须为正值
- Ticker结构体中包含channel，sendTime是个function，逻辑为用select等待c被赋值
- 神秘的startTimer函数，揭示channel、sendTime是如何关联的
// NewTicker returns a new Ticker containing a channel that will send the// time with a period specified by the duration argument.// It adjusts the intervals or drops ticks to make up for slow receivers.// The duration d must be greater than zero; if not, NewTicker will panic.// Stop the ticker to release associated resources.func NewTicker(d Duration) *Ticker { if d <= 0 { panic(errors.New("non-positive interval for NewTicker")) } // Give the channel a 1-element time buffer. // If the client falls behind while reading, we drop ticks // on the floor until the client catches up. c := make(chan Time, 1) t := &Ticker{ C: c, r: runtimeTimer{ when: when(d), period: int64(d), f: sendTime, arg: c, }, } startTimer(&t.r) return t}time/tick.go的Ticker数据结构
// A Ticker holds a channel that delivers `ticks' of a clock// at intervals.type Ticker struct { C chan Time // The channel on which the ticks are delivered. r runtimeTimer}time/sleep.go的runtimeTimer
// Interface to timers implemented in package runtime.// Must be in sync with ../runtime/time.go:/^type timertype runtimeTimer struct { tb uintptr i int when int64 period int64 f func(interface{}, uintptr) // NOTE: must not be closure arg interface{} seq uintptr}time/sleep.go的sendTime
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: }}time/sleep.go的startTimer
func startTimer(*runtimeTimer)func stopTimer(*runtimeTimer) boolstartTimer
看完上面的代码，大家内心是不是能够猜出是怎么实现的？
有一个机制保证时间到了时，sendTime被调用，此时channel会被赋值，调用ticker.C的位置解除阻塞，执行指定的逻辑。
让我们看一下GoLang是不是这样实现的。
追踪代码的时候我们发现在time包里的startTimer，只是一个声明，那真正的实现在哪里？
runtime/time.go的startTimer
此处使用go的隐藏技能go:linkname引导编译器将当前(私有)方法或者变量在编译时链接到指定的位置的方法或者变量。另外timer和runtimeTimer的结构是一致的，所以程序运行正常。
//startTimer将new的timer对象加入timer的堆数据结构中//startTimer adds t to the timer heap.//go:linkname startTimer time.startTimerfunc startTimer(t *timer) { if raceenabled { racerelease(unsafe.Pointer(t)) } addtimer(t)}runtime/time.go的addtimer
func addtimer(t *timer) { tb := t.assignBucket() lock(&tb.lock) ok := tb.addtimerLocked(t) unlock(&tb.lock) if !ok { badTimer() }}runtime/time.go的addtimerLocked
// Add a timer to the heap and start or kick timerproc if the new timer is// earlier than any of the others.// Timers are locked.// Returns whether all is well: false if the data structure is corrupt// due to user-level races.func (tb *timersBucket) addtimerLocked(t *timer) bool { // when must never be negative; otherwise timerproc will overflow // during its delta calculation and never expire other runtime timers. if t.when < 0 { t.when = 1<<63 - 1 } t.i = len(tb.t) tb.t = append(tb.t, t) if !siftupTimer(tb.t, t.i) { return false } if t.i == 0 { // siftup moved to top: new earliest deadline. if tb.sleeping && tb.sleepUntil > t.when { tb.sleeping = false notewakeup(&tb.waitnote) } if tb.rescheduling { tb.rescheduling = false goready(tb.gp, 0) } if !tb.created { tb.created = true go timerproc(tb) } } return true}runtime/time.go的timerproc
func timerproc(tb *timersBucket) { tb.gp = getg() for { lock(&tb.lock) tb.sleeping = false now := nanotime() delta := int64(-1) for { if len(tb.t) == 0 { //无timer的情况 delta = -1 break } t := tb.t[0] //拿到堆顶的timer delta = t.when - now if delta > 0 { // 所有timer的时间都没有到期 break } if t.period > 0 { // t[0] 是ticker类型，调整其到期时间并调整timer堆结构 // leave in heap but adjust next time to fire t.when += t.period * (1 + -delta/t.period) siftdownTimer(tb.t, 0) } else { //Timer类型的定时器是单次的，所以这里需要将其从堆里面删除 // remove from heap 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) if raceenabled { raceacquire(unsafe.Pointer(t)) } f(arg, seq) //sendTimer被调用的位置 --------------------------------------- lock(&tb.lock) } if delta < 0 || faketime > 0 { // No timers left - put goroutine to sleep. tb.rescheduling = true goparkunlock(&tb.lock, "timer goroutine (idle)", traceEvGoBlock, 1) continue } // At least one timer pending. Sleep until then. tb.sleeping = true tb.sleepUntil = now + delta noteclear(&tb.waitnote) unlock(&tb.lock) notetsleepg(&tb.waitnote, delta) }}追踪了一圈，最终追踪到timerproc，发现了sendTimer被调用位置f(arg, seq) ，而且可以看到将channel c传到了sendTimer中。
上面的这堆代码逻辑是什么意思呢？
- 所有timer统一使用一个最小堆结构去维护，按照timer的when(到期时间)比较大小；
- for循环过程中，如果delta = t.when - now的时间大于0，则break，直到有到时间的timer才进行操作;
- timer处理线程从堆顶开始处理每个timer，对于到期的timer，如果其period>0，则表明该timer 属于Ticker类型，调整其下次到期时间并调整其在堆中的位置，否则从堆中移除该timer;
- 调用该timer的处理函数以及其他相关工作；
总结
读完这篇文章，有没有奇怪的知识又增加了一些的感觉。写这些源码的大神们，对Go的理解很深刻，编码的功能也很深厚。
本质上GoLang用channel和堆实现了定时器功能，让我们来mock一下，伪代码如下：
func cronMock() { for { //从堆中获取时间最近的定时器 t := getNearestTime() //如果时间还没到，则continue t.delta > 0 { continue }else{ //时间到了，将当前的定时器再加一个钟 t.when += t.duration //将堆重新排序 siftdownTimer() //执行当前定时器指定的函数，即sendTimer t.sendTimer() } }}资料
- golang进阶(八)——隐藏技能go:linkname
- 从99.9%CPU浅谈Golang的定时器实现原理https://www.jianshu.com/p/c9e8aaa13415
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