Cara melaksanakan roda masa menggunakan bahasa Go

Dalam bidang pengaturcaraan komputer, timewheel ialah struktur data yang biasa digunakan yang boleh digunakan untuk melaksanakan tugas berkaitan masa. Disebabkan kecekapan dan kemudahalihannya, roda masa digunakan secara meluas dalam bidang seperti penjadualan tugas berjadual, kelewatan rangkaian dan caching tamat tempoh. Artikel ini akan memperkenalkan cara menggunakan bahasa Go untuk melaksanakan roda masa.

1. Gambaran keseluruhan roda masa

Roda masa ialah penimbal bulat berdasarkan konsep masa Ia boleh dianggap sebagai penimbal bulat dengan saiz m (Power daripada 2). Setiap kali roda masa berputar sebanyak satu unit, seperti 1 milisaat, kandungan yang ditunjukkan oleh semua penimbal juga berubah. Dalam roda masa, terdapat banyak tanda, slot, penunjuk, dan lain-lain di dalam.

Fungsi roda masa adalah untuk melaksanakan penjadualan tugas berjadual. Pada asasnya, tugas berjadual ialah struktur yang mengandungi maklumat seperti masa pelaksanaan tugas dan fungsi pelaksanaan tugas. Kita boleh menggantung tugas berjadual ini dalam slot roda masa yang sepadan dan melaksanakan penjadualan roda masa yang dijadualkan.

2. Bahasa Go untuk melaksanakan roda masa

Kami menggunakan bahasa Go untuk melaksanakan roda masa, yang boleh dilaksanakan melalui tiga struct berikut:

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
}

Kami adalah Struktur TimerTask menyimpan masa pelaksanaan tugas, fungsi pelaksanaan tugas dan maklumat lain. Dalam struktur Pemasa, selang masa untuk putaran roda masa, senarai semua slot, penunjuk slot semasa dan bilangan kutu semasa disimpan. Dalam struktur Timewheel, penunjuk roda masa, isyarat untuk menghentikan roda masa dan menunggu penyegerakan disimpan.

Aliran kerja roda masa adalah seperti berikut:

1) Mulakan struktur Pemasa dan bina senarai masa.

2) Gunakan fungsi addTimer untuk menambah tugas berjadual yang ditentukan pada slot.

3) Mulakan roda masa, dan tugasan yang ditambahkan pada slot akan dilaksanakan dalam tanda yang sepadan mengikut masa pelaksanaan yang ditentukan.

Di bawah ini kami memperkenalkan secara terperinci cara melaksanakan setiap langkah.

2.1 Mulakan struktur Pemasa

Untuk memulakan roda masa, kita perlu mencipta senarai yang mengandungi slot m (berbilang tunda) dalam struktur Pemasa, dan menggantung semua tugas dalam slot yang sepadan. Untuk melaksanakan senarai dalam bahasa Go, kami boleh menggunakan jenis senarai terpaut yang disediakan oleh pakej bekas/senarai ini menyokong operasi penambahan dan pemadaman dalam masa O(1), yang sangat sesuai untuk roda masa.

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,
    }
}

2.2 Tambah tugasan yang dijadualkan

Kami menggunakan fungsi addTimer untuk menambah tugasan yang dijadualkan. Fungsi ini menerima struktur TimerTask sebagai parameter dan menambahkannya pada slot masa roda masa yang sepadan. Untuk memastikan tugasan yang dijadualkan boleh dijadualkan dalam slot yang betul, kita perlu mengira kedudukan slot tugasan berdasarkan masa dan menambah tugasan pada senarai slot.

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,
    }
}

2.3 Mulakan roda masa

Gunakan fungsi Mula untuk memulakan roda masa. Fungsi Mula menggunakan goroutine dalam proses semasa. Dalam setiap tanda pada roda masa, kami menghalakan tanda semasa ke slot seterusnya, dan melelang ke atas slot semasa, melaksanakan semua tugasan yang disimpan di dalamnya.

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)
        }
    }
}

3. Ringkasan

Bahasa Go ialah bahasa pengaturcaraan yang pantas dan cekap yang sangat sesuai untuk melaksanakan roda masa. Penjadualan tugas dalam roda masa boleh dikendalikan dengan mudah menggunakan pakej kontena Go (seperti bekas/timbunan dan bekas/senarai). Untuk menjadikan roda masa lebih fleksibel dan boleh dipercayai, pelbagai jenis tugas boleh dikelaskan kepada berbilang peringkat, tugas keutamaan rendah boleh dijadualkan dan dicuba semula, dan tugas keutamaan tinggi boleh dijadualkan dengan cepat melalui baris gilir keutamaan. Sudah tentu, semasa proses pelaksanaan, kita juga perlu mempertimbangkan isu terperinci seperti penyelarasan tugas dan pengurusan memori untuk memastikan operasi roda masa yang cekap.

Atas ialah kandungan terperinci Cara melaksanakan roda masa menggunakan bahasa Go. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!