第1个回答 2024-08-13
HashedWheelTimer定时轮算法被广泛应用，包括netty、dubbo乃至操作系统Linux，主要用于管理及维护大量Timer调度算法。
HashedWheelTimer呈环形结构，类似时钟，分为众多槽位，每个槽位代表一个时间间隔，存储定时任务的双向链表。指针周期性跳动，到达某个槽位即执行该槽位定时任务。
定时轮实现中，根据职责不同，分为时钟引擎、时钟槽、定时任务三个主要角色，深入理解其实现，本文将略去具体实现语言的特性。
定时任务——HashedWheelTimeout在具体实现中扮演双重角色，既是双向链表的节点，也是实际调度任务TimerTask的容器。引擎在滴答运行起始时刻使用&取hash装入对应的时钟槽。
关键属性包括：next和prev（当前定时任务在链表中的前驱和后继引用）、task（实际被调度的任务）、deadline（时间单位为纳秒，由currentTime + delay - startTime计算得出）、state（定时任务当前所处状态，如INIT、CANCELLED、EXPIRED）。
HashedWheelTimeout支持的操作有限，如时钟槽——HashedWheelBucket，它是一个用于缓存和管理定时任务的双向链表容器，每个节点即一个定时任务。持有链表的首尾两个节点，可以完成相关操作。
时钟引擎——HashedWheelTimer有节律地周期性运作，根据当前时钟滴答选定对应时钟槽，从链表头部开始迭代，对每个任务计算是否属于当前时钟周期，属于则执行，否则执行减一操作。
时钟引擎维持两个缓存定时任务的阻塞队列，一个用于接收外界提交的任务，另一个用于缓存主动取消的任务。引擎需要在滴答开始期间将它们装入对应的时钟槽或从中移除。
关键属性包括：timeouts和cancelledTimeouts（队列，用于缓存外界提交或取消的任务）、workerState（定时轮当前所处状态，如init、started、shutdown）、startTime（当前定时轮正式开始调度任务的时间）、ticks（滴答，步长为1的单调递增计数）、ticksDuration（滴答时长）、pendingTimeouts（当前定时轮实时任务剩余数）、n（时钟轮槽数）、mask（掩码）。
引擎内核——Worker，时钟引擎分为对外接口和调度运行两部分，可以想象内核是引擎的心脏起搏器，驱动定时轮运行，完成任务调度。实现上对应一个工作线程。
内核状态包括：状态机是关键组成部分，因此状态值控制对其至关重要。内核状态由定时轮维护管理，对外提供的接口都要借助它实现。初始时为init状态，当引擎被设计为不可复活时，不存在init/started/shutdown → init这样的迁移过程。
外部接口包括：start（用于定时轮开启引擎）、stop（完成定时轮引擎的关闭过程，返回未被处理的定时任务）、Timeout newTimeout（用于向引擎提交任务）。
调度运行：简单而言，就是周期性地执行滴答操作，包括相邻两个滴答周期的开始时间理论上等距，但结束时间会随该周期所需处理任务的数目及时长变化。因此，引擎剩下的休眠时间需要使用特定公式获得。
定时轮在dubbo中的应用：实际上，定时轮算法并不直接用于等周期性地执行某些提交任务，向其提交的任务只会到期执行一次。但具体应用中，会利用每次任务的执行，调用newTimeout()提交Timer所引用的当前任务，使其在若干单位时间后重新继续执行。
Dubbo中对定时轮的应用主要体现在以下几个方面：定时轮用单一的线程去管理触发Task的运行，Task执行期间，不能直接抛异常，否则会导致整个定时轮引擎崩溃而使得提交的后续任务无法执行。
周期任务：在dubbo中，每个连接被表征为一个Channel通道，dubbo节点间建立连接相互通信，单个节点需要维护和多个连入节点的连接。基本的步骤如下：
失败重试：网络情况的复杂多变性使得一件原本在单机上很轻易的事情，在分布式应用中，为确保某类型的操作能发生可能需要重试多次。