0. 前言

在進行并發編程時，有時候會需要定時功能，比如監控某個GO程是否會運行過長時間、定時打印日志等等。

GO標準庫中的定時器主要有兩種，一種為Timer定時器，一種為Ticker定時器。Timer計時器使用一次后，就失效了，需要Reset()才能再次生效。而Ticker計時器會一直生效，接下來分別對兩種進行介紹。

1. Timer定時器

首先介紹一下GO定時器的實現原理。

在一個GO進程中，其中的所有計時器都是由一個運行著 timerproc() 函數的 goroutine 來保護。它使用時間堆（最小堆）的算法來保護所有的 Timer，其底層的數據結構基于數組的最小堆，堆頂的元素是間隔超時最近的 Timer，這個 goroutine 會定期 wake up，讀取堆頂的 Timer，執行對應的 f 函數或者 sendtime()函數（下文會對這兩個函數進行介紹），而后將其從堆頂移除。

接著看看Timer的結構：

type Timer struct {
    C <-chan Time
    // contains filtered or unexported fields
}

Timer中對外暴露的只有一個channel,這個 channel 也是定時器的核心。當計時結束時，Timer會發送值到channel中，外部環境在這個 channel 收到值的時候，就代表計時器超時了，可與select搭配執行一些超時邏輯。可以通過time.NewTimer、time.AfterFunc或者 time.Afte對一個Timer進行創建。

1.1 time.NewTimer() 和 time.After()

1.1.1 time.NewTimer()

查看以下簡單的應用代碼：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)
type H struct {
   t *time.Timer
}

func main()  {
   fmt.Println("main")
   h:=H{t: time.NewTimer(1*time.Second)}
   go h.timer()
   time.Sleep(10*time.Second)
}

func (h *H) timer()  {
   for  {
      select {
      case <-h.t.C:
         fmt.Println("timer")
      }
   }

}

我們創建了一個timer，設置時間為1S。然后使用一個select對timer的C進行接受，GO程運行timer()函數，會一直阻塞直到超時發生（接收到C的數據），此時打印timer。

Stop() 停止 Timer

func (t *Timer) Stop() bool

Stop() 是 Timer 的一個方法，調用 Stop()方法，會停止這個 Timer 的計時，使其失效，之后觸發定時事件。

實際上，調用此方法后，此Timer會被從時間堆中移除。

Reset（）重置Timer

注意，Timer定時器超時一次后就不會再次運行，所以需要調用Reset函數進行重置。修改select中代碼，在Case中添加一個重置的代碼：

select {
case <-h.t.C:
   fmt.Println("timer")
   h.t.Reset(1*time.Second)
}

可以看到，會不停的打印timer，這是因為使用了Reset函數重置定時器。

注意！不能隨意的對Reset方法進行調用，官網文檔中特意強調：

For a Timer created with NewTimer, Reset should be invoked only on stopped or expired timers with drained channels.

大概的意思就是說，除非Timer已經被停止或者超時了，否則不要調用Reset方法，因為，如果這個 Timer 還沒超時，不先去Stop它，而是直接Reset，那么舊的 Timer 仍然存在，并且仍可能會觸發，會產生一些意料之外的事。所以通常使用如下的代碼，安全的重置一個不知狀態的Timer（以上的代碼中，Reset調用時，總是處于超時狀態）：

if !t.Stop() {
    select {
    case <-h.t.C: 
    default:
    }
}
h.t.Reset(1*time.Second)

1.1.2 time.After()

此方法就像是一個極簡版的Timer使用，調用time.After()，會直接返回一個channel，當超時后，此channel會接受到一個值，簡單使用如下：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	fmt.Println("main")
	go ticker()
	time.Sleep(100 * time.Second)
}

func ticker() {
	for {
		select {
		case <-time.After(1 * time.Second):
			fmt.Println("timer")
		}
	}
}

注意，此方法雖然簡單，但是沒有Reset方法來重置定時器，但是可以搭配for 和select的重復調用來模擬重置。

1.1.3 sendtime函數

NewTimer和After這兩種創建方法，會Timer在超時后，執行一個標準庫中內置的函數：sendTime，來將當前的時間發送到channel中。

1.2 time.AfterFunc

此方法可以接受一個func類型參數，在計時結束后，會運行此函數，查看以下代碼，猜猜會出現什么結果？

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   fmt.Println("main")
   t := time.AfterFunc(1*time.Second, func() {
      fmt.Println("timer")
   })
   go timer(t)
   time.Sleep(10 * time.Second)
}
func timer(t *time.Timer) {
   select {
   case <-t.C:
      fmt.Println("123")
   }
}

結果只打印了main以及timer。這是因為此方法并不會調用上文提到的sendtime（）函數，即不會發送值給Timer的Channel，所以select就會一直阻塞。

f函數

特意將AfterFunc和以上的NewTimer和After，就是因為f函數的存在。這種方式創建的Timer，在到達超時時間后會在單獨的goroutine里執行函數f，而不會執行sendtime函數。

注意，外部傳入的f參數并非直接運行在timerproc中，而是啟動了一個新的goroutine去執行此方法。

2. Ticker定時器

Ticker定時器可以周期性地不斷地觸發時間事件，不需要額外的Reset操作。

其使用方法與Timer大同小異。通過time.NewTicker對Ticker進行創建，簡單的使用如下：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   fmt.Println("main")
   t:=time.NewTicker(1*time.Second)
   go timer(t)
   time.Sleep(10 * time.Second)
}
func timer(t *time.Ticker) {
   for{
      select {
      case <-t.C:
         fmt.Println("timer")
      }
   }
}