Go 언어를 사용하여 타임휠을 구현하는 방법

컴퓨터 프로그래밍 분야에서 타임휠은 시간 관련 작업을 구현하는 데 사용할 수 있는 일반적으로 사용되는 데이터 구조입니다. 효율성과 이식성으로 인해 타임 휠은 예약된 작업 예약, 네트워크 지연 및 만료된 캐싱과 같은 분야에서 널리 사용됩니다. 이 기사에서는 Go 언어를 사용하여 타임휠을 구현하는 방법을 소개합니다.

1. 시간 휠 개요

타임 휠은 시간 개념을 기반으로 한 원형 버퍼로, 크기가 m(2의 거듭제곱)인 원형 버퍼라고 볼 수 있습니다. 시간 휠이 1밀리초와 같이 1단위씩 회전할 때마다 모든 버퍼가 가리키는 내용도 변경됩니다. 시간 휠 내부에는 많은 표시, 슬롯, 포인터 등이 있습니다.

시간 휠의 기능은 예약된 작업 일정을 구현하는 것입니다. 기본적으로 예약된 작업은 작업의 실행 시간, 작업의 실행 기능 등의 정보를 포함하는 구조입니다. 이러한 예약된 작업을 타임휠의 해당 슬롯에 걸어두고 타임휠의 예약된 일정을 실행할 수 있습니다.

2. Go 언어는 시간 휠을 구현합니다

Go 언어를 사용하여 시간 휠을 구현합니다. 이는 다음 세 가지 구조체를 통해 구현할 수 있습니다.

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
}

작업 실행 시간, 작업 실행 기능 및 기타 항목을 저장합니다. TimerTask 구조의 정보. 타이머 구조에는 타임 휠 회전의 시간 간격, 모든 슬롯 목록, 현재 슬롯 포인터 및 현재 틱 수가 저장됩니다. Timewheel 구조에는 타임휠의 포인터, 타임휠을 멈추는 신호, 동기화 대기가 저장됩니다.

시간 휠의 작업 흐름은 다음과 같습니다.

1) 타이머 구조를 초기화하고 시간 목록을 만듭니다.

2) addTimer 기능을 사용하여 지정된 예약 작업을 슬롯에 추가합니다.

3) 타임 휠을 시작하면 슬롯에 추가된 작업이 지정된 실행 시간에 따라 해당 틱에서 실행됩니다.

아래에서는 각 단계를 구현하는 방법을 자세히 설명합니다.

2.1 타이머 구조 초기화

타임 휠을 초기화하려면 타이머 구조에 m(견인의 배수) 슬롯을 포함하는 목록을 만들고 해당 슬롯에 모든 작업을 걸어야 합니다. Go 언어로 목록을 구현하기 위해 컨테이너/목록 패키지에서 제공하는 연결 목록 유형을 사용할 수 있습니다. 이 연결 목록은 O(1) 시간의 추가 및 삭제 작업을 지원하며 이는 시간 휠에 매우 적합합니다.

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 예약된 작업 추가

예정된 작업을 추가하려면 addTimer 기능을 사용합니다. 이 함수는 TimerTask 구조를 매개변수로 받아들이고 이를 타임휠의 해당 시간 슬롯에 추가합니다. 예약된 작업이 올바른 슬롯에 예약될 수 있도록 하려면 시간을 기준으로 작업의 슬롯 위치를 계산하고 슬롯 목록에 작업을 추가해야 합니다.

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 시간 휠 시작

시작 기능을 사용하여 시간 휠을 시작하세요. Start 함수는 현재 프로세스에서 고루틴을 사용합니다. 고루틴은 매번 시간 휠의 틱 작업을 실행합니다. 전체 루프 프로세스는 for-select 문에 의해 완료됩니다. 각 시간 휠의 틱에서 현재 틱을 다음 슬롯으로 가리키고 현재 슬롯을 반복하여 저장된 모든 작업을 실행합니다.

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. 요약

Go 언어는 빠르고 효율적인 프로그래밍 언어로, 시간 바퀴를 구현하는 데 매우 적합합니다. 시간 휠의 작업 예약은 Go의 컨테이너 패키지(예: 컨테이너/힙 및 컨테이너/목록)를 사용하여 쉽게 처리할 수 있습니다. 타임 휠을 보다 유연하고 안정적으로 만들기 위해 다양한 유형의 작업을 여러 수준으로 분류하고, 우선 순위가 낮은 작업을 예약하고 재시도할 수 있으며, 우선 순위가 높은 작업은 우선 순위 대기열을 통해 빠르게 예약할 수 있습니다. 물론 구현 과정에서 타임휠의 효율적인 작동을 보장하기 위해 작업 동시성, 메모리 관리 등 세부적인 문제도 고려해야 합니다.

위 내용은 Go 언어를 사용하여 타임휠을 구현하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!