Netty-时间轮算法实现延时队列效果

原理

时间轮算法借助时钟的思想，可以将时间轮看作一个时钟，上面有刻度，每个刻度代表多少时间，每个刻度上放着若干个任务。

核心参数有如下几个：

• tickDuration 每个刻度代表的时长

• ticksPerWheel 时间轮一圈有多少个刻度

• round 执行到我们的任务，需要多少圈

那么我们要延时执行一个任务，就只需要给出任务需要执行的时间，然后通过计算得出执行到我们任务需要的圈数，和具体的刻度。

举个例子：

首先指针指在0处。

tickDuration = 1s,

ticksPerWheel = 12。

此时一圈就是12秒，

如果我们添加了一个25秒的任务。

任务需要的圈数：25/12=2

最后一圈执行任务的刻度：25%2=1

那么我们的任务就会在第二圈的刻度1处执行我们的任务。

这就是时间轮算法的执行原理。

实现

那么怎么在代码中实现呢，首先我们导入下面的依赖

<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
    <version>4.1.58.Final</version>
</dependency>

代码实现如下：

import io.netty.util.HashedWheelTimer;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 时间轮算法
 */
public class TestNetty {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个默认线程 tickDuration：一圈多少秒，ticksPerWheel：一圈多少刻度
        HashedWheelTimer hashedWheelTimer = new HashedWheelTimer(Executors.defaultThreadFactory(),1, TimeUnit.SECONDS,12);

        System.out.println("任务开始执行时间"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(new Date()));

        hashedWheelTimer.newTimeout(timeout -> System.out.println("13秒后输出：" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(new Date())), 13, TimeUnit.SECONDS);
        hashedWheelTimer.newTimeout(timeout -> System.out.println("23秒后输出：" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(new Date())), 23, TimeUnit.SECONDS);
        hashedWheelTimer.newTimeout(timeout -> System.out.println("25秒后输出：" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(new Date())), 25, TimeUnit.SECONDS);
        hashedWheelTimer.newTimeout(timeout -> System.out.println("5秒后输出：" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(new Date())), 5, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

执行效果：

优点

• 效率高

• 代码复杂度低

缺点

• 服务器宕机数据会消失，需要考虑持久化

使用场景

HashedWheelTimer本质是一种类似延迟任务队列的实现，那么它的特点如上所述，适用于对时效性不高的，可快速执行的，大量这样的“小”任务，能够做到高性能，低消耗。

应用场景大致有:

• 心跳检测(客户端探活)

• 会话、请求是否超时

• 消息延迟推送

• 业务场景超时取消(订单、退款单等)

多重时间轮

当时间跨度很大时，提升单层时间轮的 tickDuration 可以减少空转次数，但会导致时间精度变低，层级时间轮既可以避免精度降低，又避免了指针空转的次数。如果有时间跨度较长的定时任务，则可以交给层级时间轮去调度。