1 定时任务

Netty、Quartz、Kafka 以及 Linux 都有定时任务功能。

• 常规的JDK 的 java.util.Timer 和 DelayedQueue 等工具类，可实现简单的定时任务，底层用的是堆数据结构，存取复杂度都是 O(nlog(n))，无法支撑海量定时任务。
• 而在定时任务量大、性能要求高的场景，为将任务存取及取消操作时间复杂度降为 O(1)，会使用时间轮方案。

2 时间轮模型及其应用

一种高效批量管理定时任务的调度模型。时间轮一般会实现成一个环形结构，类似一个时钟，分为很多槽，一个槽代表一个时间间隔，每个槽使用双向链表存储定时任务。指针周期性地跳动，跳动到一个槽位，就执行该槽位的定时任务。

• Hashed Timing Wheel 结构示意图
• 

适用场景

• 故障恢复
• 流量控制
• 调度算法
• 控制网络中的数据包生命周期

计时器维护代价高，如果

• 处理器在每个时钟滴答声中都会中断
• 使用精细粒度计时器
• 未完成的计时器很多

需要高效的定时器算法以减少总体中断的开销。

单层时间轮的容量和精度都是有限的，对于精度要求特别高、时间跨度特别大或是海量定时任务需要调度的场景，通常会使用多级时间轮以及持久化存储与时间轮结合的方案。

模型和性能指标

模型中的规则

• 客户端调用：

• START_TIMER（时间间隔，Request_ID，Expiry_Action）
• STOP_TIMER（Request_ID）

• 计时器tick调用：

• PER_TICK_BOOKKEEPING
• EXPIRY_PROCESSING

性能指标

• 空间
  数据结构使用的内存
• 延迟
  开始和结束上述任何例程所需的时间

3 Dubbo的时间轮结构

Dubbo 的时间轮实现位于 dubbo-common 模块的 org.apache.dubbo.common.timer 包中，下面我们就来分析时间轮涉及的核心接口和实现。

核心接口

TimerTask

在 Dubbo 中，所有定时任务都要实现 TimerTask 接口。只定义了一个 run() 方法，入参是一个 Timeout 接口对象。

Timeout

Timeout 对象与 TimerTask 对象一一对应，类似线程池返回的 Future 对象与提交到线程池中的任务对象之间的关系。

通过 Timeout 对象，不仅可以查看定时任务的状态，还可以操作定时任务（例如取消关联的定时任务）。

Timeout 接口中的方法：

Timer 接口定义了定时器的基本行为，核心是 newTimeout() ：提交一个定时任务（TimerTask）并返回关联的 Timeout 对象，类似于向线程池提交任务。

HashedWheelTimeout

HashedWheelTimeout 是 Timeout 接口的唯一实现，是 HashedWheelTimer 的内部类。HashedWheelTimeout 扮演了两个角色：

• 时间轮中双向链表的节点，即定时任务 TimerTask 在 HashedWheelTimer 中的容器
• 定时任务 TimerTask 提交到 HashedWheelTimer 之后返回的句柄（Handle），用于在时间轮外部查看和控制定时任务