实现一个简单的时间轮

我们定义了TimeWheel和slot两个结构体。其中,TimeWheel代表整个时间轮,包括多个时间轮槽;slot代表一个时间轮槽,用于存储当前槽位上的所有任务。

在NewTimeWheel函数中,我们初始化了一个TimeWheel结构体,并创建了指定数量的时间轮槽。在每个槽中,我们创建了一个taskList字段,用于存储当前槽位上的所有任务。在AddTask函数中,我们首先计算出任务应该被添加到哪个槽位,然后将任务添加到该槽位对应的taskList中。在tick函数中,我们首先将时间轮指针指向下一个槽位,然后执行该槽位上的所有任务。执行完毕后,我们需要将当前槽位的taskList清空,以便下一次任务添加。

在main函数中,我们创建了一个新的时间轮,然后添加了三个任务,分别延迟10秒、20秒和30秒执行。我们等待35秒钟,让任务得以全部执行完毕,然后关闭时间轮。

需要注意的是,上述实现中的时间轮是基于Go语言的定时器实现的。定时器是一种高效的时间管理机制,它可以在一定程度上保证任务的及时执行。但是,它也有一些局限性,比如无法处理任务执行时间超过定时器时间间隔的情况。如果需要更加精确的任务调度,可以考虑使用其他更加复杂的机制,比如堆或优先队列等。

package main

import (
    "container/list"
    "fmt"
    "time"
)

const (
    // 时间轮槽数量
    wheelSize = 60
    // 时间轮每个槽位的时间间隔,单位为秒
    tickInterval = 1
)

// 时间轮槽结构体,用于存储当前槽位上的所有任务
type slot struct {
    taskList *list.List
}

// 时间轮结构体
type TimeWheel struct {
    // 当前时间轮指针指向的槽位
    currentIndex int
    // 时间轮槽数组
    slots []*slot
    // 槽数量
    wheelSize int
    // 每个槽位的时间间隔
    tickInterval time.Duration
    // 定时器
    ticker *time.Ticker
}

// 新建一个时间轮
func NewTimeWheel(wheelSize int, tickInterval time.Duration) *TimeWheel {
    tw := &TimeWheel{
        slots:        make([]*slot, wheelSize),
        wheelSize:    wheelSize,
        tickInterval: tickInterval,
        ticker:       time.NewTicker(tickInterval * time.Second),
    }
    for i := 0; i < wheelSize; i++ {
        tw.slots[i] = &slot{
            taskList: list.New(),
        }
    }
    return tw
}

// 启动时间轮
func (tw *TimeWheel) Start() {
    go func() {
        for range tw.ticker.C {
            tw.tick()
        }
    }()
}

// 关闭时间轮
func (tw *TimeWheel) Stop() {
    tw.ticker.Stop()
}

// 添加任务到时间轮
func (tw *TimeWheel) AddTask(delay time.Duration, task func()) {
    ticks := int(delay.Seconds() / tw.tickInterval.Seconds())
    index := (tw.currentIndex + ticks) % tw.wheelSize
    tw.slots[index].taskList.PushBack(task)
}

// 时间轮指针指向下一个槽位,并执行该槽位上的所有任务
func (tw *TimeWheel) tick() {
    tw.currentIndex = (tw.currentIndex + 1) % tw.wheelSize
    slot := tw.slots[tw.currentIndex]
    for e := slot.taskList.Front(); e != nil; e = e.Next() {
        task := e.Value.(func())
        task()
    }
    slot.taskList = list.New()
}

func main() {
    tw := NewTimeWheel(wheelSize, tickInterval)
    tw.Start()

    // 添加一个任务,延迟10秒执行
    tw.AddTask(10*time.Second, func() {
        fmt.Println("task 1 executed")
    })

    // 添加一个任务,延迟20秒执行
    tw.AddTask(20*time.Second, func() {
        fmt.Println("task 2 executed")
    })

    // 添加一个任务,延迟30秒执行
    tw.AddTask(30*time.Second, func() {
        fmt.Println("task 3 executed")
    })

    // 等待任务执行完成
    time.Sleep(35 * time.Second)

    // 关闭时间轮
    tw.Stop()
}

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