快捷導(dǎo)航

Go中的Timer 和 Ticker詳解

更新時(shí)間：2024年07月05日 12:04:34 作者：百里守約學(xué)編程

在日常開發(fā)中,我們可能會(huì)遇到需要延遲執(zhí)行或周期性地執(zhí)行一些任務(wù),這個(gè)時(shí)候就需要用到 Go 語言中的定時(shí)器,本文將會(huì)對(duì)這兩種定時(shí)器類型進(jìn)行介紹,感興趣的朋友一起看看吧

一：簡(jiǎn)介

在日常開發(fā)中，我們可能會(huì)遇到需要延遲執(zhí)行或周期性地執(zhí)行一些任務(wù)。這個(gè)時(shí)候就需要用到 Go 語言中的定時(shí)器。

在 Go 語言中，定時(shí)器類型有兩種：一次性定時(shí)器time.Timer 和周期性定時(shí)器time.Ticker 。本文將會(huì)對(duì)這兩種定時(shí)器類型進(jìn)行介紹。

二、Timer：一次性定時(shí)器

Timer 是一個(gè)一次性的定時(shí)器，用于在未來的某一時(shí)刻執(zhí)行一次操作。

基本使用
創(chuàng)建 Timer 定時(shí)器的方式有兩種：

NewTimer(d Duration) *Timer：該函數(shù)接受一個(gè) time.Duration 類型的參數(shù) d（時(shí)間間隔），表示定時(shí)器在過期(執(zhí)行之后過期）之前等待的時(shí)間。NewTimer 返回一個(gè)新的 Timer 定時(shí)器，這個(gè)定時(shí)器在其內(nèi)部維護(hù)一個(gè)通道 C，該通道在定時(shí)器被觸發(fā)時(shí)會(huì)接收當(dāng)前的時(shí)間值。
AfterFunc(d Duration, f func()) *Timer：接受一個(gè)指定的時(shí)間間隔 d 和回調(diào)函數(shù) f。該函數(shù)返回一個(gè)新的 Timer 定時(shí)器，在定時(shí)器到期時(shí)直接調(diào)用 f，而不是通過通道 C 發(fā)送信號(hào)。調(diào)用 Timer 的 Stop 方法可以停止定時(shí)器和取消調(diào)用 f。

下面的代碼展示了如何使用 NewTimer 和 AfterFunc 來創(chuàng)建定時(shí)器以及定時(shí)器的基本用法：

package main
import (
	"fmt"
	"time"
)
func main() {
	// 使用 NewTimer 創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器,1s后往timer.C中發(fā)送當(dāng)前時(shí)間
	timer := time.NewTimer(time.Second)
	gofunc() {
		select {
		case <-timer.C:
			fmt.Println("timer 定時(shí)器觸發(fā)啦！")
		}
	}()
	// 使用 AfterFunc 創(chuàng)建另一個(gè)定時(shí)器,1s后執(zhí)行func
	time.AfterFunc(time.Second, func() {
		fmt.Println("timer2 定時(shí)器觸發(fā)啦！")
	})
	// 主goroutine等待兩秒，確?？吹蕉〞r(shí)器觸發(fā)的輸出
	time.Sleep(time.Second * 2)
}

代碼運(yùn)行結(jié)果如下所示：

timer 定時(shí)器觸發(fā)啦！
timer2 定時(shí)器觸發(fā)啦！

下面是代碼的逐步解析：

首先使用 NewTimer 創(chuàng)建了一個(gè)定時(shí)器，然后在一個(gè)新的goroutine 中監(jiān)聽它的 C 屬性以等待定時(shí)器觸發(fā)。
其次，使用 AfterFunc 創(chuàng)建另一個(gè)定時(shí)器，通過指定一個(gè) 回調(diào)函數(shù) 來處理定時(shí)器到期事件。
最后，主 goroutine 等待足夠長(zhǎng)的時(shí)間以確保定時(shí)器的觸發(fā)信息能夠被打印出來。

方法詳解

Reset
Reset(d Duration) bool：該方法用于重置 Timer 定時(shí)器的過期時(shí)間，也可以理解為重新激活定時(shí)器。它接受一個(gè) time.Duration 類型的參數(shù) d，表示定時(shí)器在過期之前等待的時(shí)間。

除此之外，該方法還返回一個(gè) bool 值：

如果定時(shí)器處于活動(dòng)的狀態(tài)，返回 true。
如果定時(shí)器已經(jīng)過期或被停止了，返回 false（false 并不意味著激活定時(shí)器失敗，只是標(biāo)識(shí)定時(shí)器的當(dāng)前狀態(tài)）。

下面是代碼示例：

package main
import (
	"fmt"
	"time"
)
func main() {
	timer := time.NewTimer(5 * time.Second)
	// 第一次重置，定時(shí)器處于激活狀態(tài)，因此返回 true
	b := timer.Reset(1 * time.Second)
	fmt.Println(b) // true
	second := time.Now().Second()
	select {
	case t := <-timer.C:
		fmt.Println(t.Second() - second) // 1s
	}
	// 第二次重置，定時(shí)器已經(jīng)處于過期狀態(tài)，因此返回 false
	b = timer.Reset(2 * time.Second)
	fmt.Println(b) // false
	second = time.Now().Second()
	select {
	case t := <-timer.C:
		fmt.Println(t.Second() - second) // 2s
	}
}

代碼運(yùn)行結(jié)果如下所示：

true
1
false
2

下面是代碼的逐步解析：

首先，創(chuàng)建了一個(gè)定時(shí)器，設(shè)置為 5 秒后到期。
然后調(diào)用 Reset 方法立即將其重置為 1 秒后到期。因?yàn)榇藭r(shí)定時(shí)器仍處于激活狀態(tài)（即還未到期），所以Reset方法返回 true。
接下來的 select 語句等待定時(shí)器到期，并打印出實(shí)際經(jīng)過的秒數(shù)（約等于 1 秒）。
接著第二次重置定時(shí)器，這次設(shè)置為 2 秒后到期。由于定時(shí)器在這次重置時(shí)已經(jīng)到期，Reset 方法返回 false。
最后，再次使用 select 語句等待定時(shí)器到期，并打印出這次經(jīng)過的秒數(shù)（約等于 2 秒）。

Stop

Stop() bool：該方法用于停止定時(shí)器。如果定時(shí)器停止成功，返回 true，如果定時(shí)器已經(jīng)過期或被已經(jīng)被停止過，則返回 false。切記：Stop 操作不會(huì)關(guān)閉通道 C。這意味著無論是通過 for select 還是 for range 去監(jiān)聽 ticker.C，我們需要使用其他機(jī)制來退出循環(huán)，例如使用 context 上下文。下面是代碼示例：

package main
import (
	"fmt"
	"time"
)
func main() {
	timer := time.NewTimer(3 * time.Second)
	// 停止定時(shí)器，在定時(shí)器觸發(fā)之前停止它，因此返回 true
	stop := timer.Stop()
	fmt.Println(stop) // true
	stop = timer.Stop()
	// 第二次停止定時(shí)器，此時(shí)定時(shí)器已經(jīng)被停止了，返回 false
	fmt.Println(stop) // false
}

代碼運(yùn)行結(jié)果如下所示：

true
false

下面是代碼的逐步解析：

首先，創(chuàng)建了一個(gè)設(shè)置為3秒后觸發(fā)的定時(shí)器。
然后立即調(diào)用Stop方法停止定時(shí)器。因?yàn)榇藭r(shí)定時(shí)器還未觸發(fā)，所以Stop返回 true。
最后再次調(diào)用Stop 方法嘗試停止同一個(gè)定時(shí)器。由于定時(shí)器已經(jīng)被停止，這次 Stop 返回 false。

三：Ticker：周期性定時(shí)器

Tciker 是一個(gè)周期性的定時(shí)器，用于在固定的時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行任務(wù)。它在每個(gè)間隔時(shí)間到來時(shí)，向其通道（Channel）發(fā)送當(dāng)前時(shí)間。

基本使用
我們可以使用 NewTicker 函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè)新的 Ticker 對(duì)象，該函數(shù)接受一個(gè) time.Duration 類型的參數(shù) d（時(shí)間間隔）。

下面是代碼示例：

package main
import (
	"context"
	"fmt"
	"time"
)
func main() {
	// 每隔1秒往ticker.C中發(fā)送當(dāng)前時(shí)間
	ticker := time.NewTicker(time.Second)
	defer ticker.Stop()
	// 使用context控制下面的for select退出
	timeout, cancelFunc := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second*5)
	defer cancelFunc()
	go func() {
		for {
			select {
			case <-timeout.Done():
				fmt.Println("timeout done")
				return
			case <-ticker.C:
				fmt.Println("定時(shí)器觸發(fā)啦！")
			}
		}
	}()
	// 主goroutine等待 7 秒，確?？吹蕉〞r(shí)器觸發(fā)的輸出
	time.Sleep(time.Second * 7)
}

代碼運(yùn)行結(jié)果如下所示：

定時(shí)器觸發(fā)啦！
定時(shí)器觸發(fā)啦！
定時(shí)器觸發(fā)啦！
定時(shí)器觸發(fā)啦！
定時(shí)器觸發(fā)啦！
timeout done

下面是代碼的逐步解析：

首先，創(chuàng)建了一個(gè)每秒觸發(fā)的定時(shí)器，確保函數(shù)周期結(jié)束后清理定時(shí)器，我們應(yīng)該加上 defer ticker.Stop()
然后，創(chuàng)建一個(gè)在 5 秒后超時(shí)的上下文。cancelFunc 被用于在退出前清理上下文。
接著，在一個(gè)新的 goroutine 中，select 語句用于監(jiān)聽兩個(gè)通道：定時(shí)器的通道 (ticker.C) 和超時(shí)上下文的完成通道 (timeout.Done())。當(dāng)定時(shí)器每秒觸發(fā)時(shí)，會(huì)打印出消息。當(dāng)上下文超時(shí)（即 5 秒過后），打印出超時(shí)信息，并返回，從而結(jié)束該 goroutine。
最后，主 goroutine 通過time.Sleep(time.Second * 7)等待 7 秒，以確保能夠觀察到定時(shí)器觸發(fā)和超時(shí)事件的輸出。

除了使用 select 語句監(jiān)聽 ticker.C 以外，我們還可以使用 for range 的形式進(jìn)行監(jiān)聽：

for range ticker.C {}

需要注意的是，即使通過 Stop 方法停止 Ticker 定時(shí)器，其 C 通道不會(huì)被關(guān)閉。這意味著無論是通過 for select 還是 for range 去監(jiān)聽 ticker.C，我們需要使用其他機(jī)制來退出循環(huán)，例如使用 context 上下文。

方法詳解

Reset
Reset(d Duration) 方法用于停止計(jì)時(shí)器并將其周期重置為指定的時(shí)間。下一個(gè)時(shí)間刻度將在新周期結(jié)束后生效。它接受一個(gè) time.Duration 類型的參數(shù) d，表示新的周期。該參數(shù)必須大于零；否則 Reset 方法內(nèi)部將會(huì) panic。

下面是代碼示例：

package main
import (
	"time"
)
func main() {
	ticker := time.NewTicker(5 * time.Second)
	defer ticker.Stop()
	// 重置定時(shí)器
	ticker.Reset(1 * time.Second)
	second := time.Now().Second()
	for t := range ticker.C {
		// 1s
		fmt.Printf("周期：%d 秒", t.Second()-second)
		break
	}
}

代碼運(yùn)行結(jié)果如下所示：

周期：1 秒

下面是代碼的逐步解析：

首先，創(chuàng)建了一個(gè)每 5 秒觸發(fā)一次的定時(shí)器 time.Ticker。
其次，使用 Reset 方法重置定時(shí)器的觸發(fā)間隔。5 秒變成 1 秒。
最后，通過一次循環(huán)，打印定時(shí)器的周期，預(yù)期結(jié)果為 1 秒。

Stop
Stop() 方法用于停止定時(shí)器。在 Stop 之后，將不再發(fā)送更多的 tick 給其通道 C。切記：Stop 操作不會(huì)關(guān)閉通道 C。

下面是代碼示例：

package main
import (
	"fmt"
	"time"
)
func main() {
	ticker := time.NewTicker(time.Second)
	quit := make(chanstruct{}) // 創(chuàng)建一個(gè)退出通道
	go func() {
		for {
			select {
			// ticker Stop后，不會(huì)往ticker.C中發(fā)送當(dāng)前時(shí)間了，并且ticker.C并沒有關(guān)閉，所以Stop后，不會(huì)再走該case了
			case <-ticker.C:
				fmt.Println("定時(shí)器觸發(fā)啦！")
			// 關(guān)閉的chan是可以讀的，讀完chan中已有數(shù)據(jù)后，可以一直讀出對(duì)應(yīng)類型的零值，所以一旦quit被close，quit立馬可讀
			case <-quit:
				fmt.Println("協(xié)程停止啦！")
				return// 接收到退出信號(hào)，退出循環(huán)
			}
		}
	}()
	time.Sleep(time.Second * 3)
	ticker.Stop() // 停止定時(shí)器
	close(quit)   // 發(fā)送退出信號(hào)
	fmt.Println("定時(shí)器停止啦！")
}

代碼運(yùn)行結(jié)果如下所示：

定時(shí)器觸發(fā)啦！
定時(shí)器觸發(fā)啦！
定時(shí)器觸發(fā)啦！
協(xié)程停止啦！
定時(shí)器停止啦！

首先，創(chuàng)建一個(gè)每秒觸發(fā)一次的 time.Ticker 對(duì)象。同時(shí)，引入了一個(gè)類型為 chan struct{} 的退出通道 quit。這個(gè)通道將用于向運(yùn)行中的 goroutine 發(fā)送停止信號(hào)。
其次，啟動(dòng)一個(gè)新的 goroutine。在這個(gè) goroutine 中，使用for-select循環(huán)來監(jiān)聽兩個(gè)事件：定時(shí)器的觸發(fā)（case <-ticker.C）和退出信號(hào)（case <-quit）。每當(dāng)定時(shí)器觸發(fā)時(shí)，它會(huì)打印一條消息。如果收到退出信號(hào)，它會(huì)打印一條消息并退出循環(huán)。
接著，在主goroutine中，time.Sleep(time.Second * 3) 模擬了一段等待時(shí)間（3 秒），在這期間定時(shí)器會(huì)觸發(fā)幾次。
最后，主 goroutine 通過調(diào)用 Stop 方法停止定時(shí)器，然后關(guān)閉退出通道。goroutine 接收到退出信號(hào)后打印出一條消息并退出循環(huán)。

Stop 不會(huì)關(guān)閉其通道 C，因此我們需要借助其他方式（例如退出信號(hào)）來清理資源。

四：Timer 和 Ticker 的主要區(qū)別

用途：

Timer 用于單次延遲執(zhí)行任務(wù)。
Ticker 重復(fù)執(zhí)行任務(wù)。

行為特點(diǎn)：

Timer 在設(shè)定的延遲時(shí)間過后觸發(fā)一次，發(fā)送一個(gè)時(shí)間值到其通道。
Ticker 按照設(shè)定的間隔周期性地觸發(fā)，反復(fù)發(fā)送時(shí)間值到其通道。

可控性：

Timer 可以被重置（Reset 方法）和停止（Stop 方法）。
Reset 用于改變 Timer 的觸發(fā)時(shí)間。
Ticker 可以被重置（Reset 方法）和停止（Stop 方法）。
Reset 用于改變 Ticker 觸發(fā)的時(shí)間間隔。

結(jié)束操作：

Timer 的 Stop 方法用于阻止Timer觸發(fā)，如果 Timer 已經(jīng)觸發(fā)，Stop 不會(huì)從其通道中刪除已發(fā)送的時(shí)間值。
Ticker 的Stop方法用于停止 Ticker 的周期性觸發(fā)，一旦停止，它不會(huì)再向通道發(fā)送新的值。

注意事項(xiàng)

無論是 Timer 還是Ticker定時(shí)器，調(diào)用 Stop 方法之后，并不會(huì)關(guān)閉它們的 C 通道。如果有其他的 goroutine 在監(jiān)聽這個(gè)通道，為避免潛在的內(nèi)存泄漏，需要手動(dòng)結(jié)束該 goroutine。通常，這種資源釋放的問題可以通過使用 context 或通過關(guān)閉信號(hào)（利用 Channel 實(shí)現(xiàn)）來解決。
當(dāng)Ticker定時(shí)器完成其任務(wù)后，為了防止內(nèi)存泄漏，應(yīng)調(diào)用 Stop 方法來釋放相關(guān)資源。如果未及時(shí)停止 Ticker，可能導(dǎo)致資源持續(xù)占用。
在編寫 Go 代碼時(shí)，我們應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景去選擇合適的定時(shí)器。同時(shí)，我們應(yīng)遵循良好的規(guī)范，特別是在定時(shí)器使用完畢后及時(shí)釋放資源，對(duì)于避免潛在的內(nèi)存泄漏問題尤為重要。