Golang定时器陷阱

BrunoLes 发布于1月前 阅读90次
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所谓陷阱,就是它不是你认为的那样,这种认知误差可能让你的软件留下隐藏Bug。刚好Timer就有3个陷阱,我们会讲 1)Reset的陷阱和 2)通道的陷阱,3)Stop的陷阱与Reset的陷阱类似,自己探索吧。

Reset的陷阱在哪

Timer.Reset()函数的返回值是bool类型,我们看一个问题三连:

  1. 它的返回值代表什么呢?
  2. 我们想要的成功是什么?
  3. 失败是什么?
  • 成功:一段时间之后定时器超时,收到超时事件。
  • 失败:成功的反面,我们收不到那个事件。对于失败,我们应当做些什么,确保我们的定时器发挥作用。

Reset的返回值是不是这个意思?

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通过查看文档和实现,Timer.Reset()的返回值并不符合我们的预期,这就是误差。它的返回值不代表重设定时器成功或失败,而是在表达定时器在重设前的状态:

  • 当Timer已经停止或者超时,返回false。
  • 当定时器未超时时,返回true。

所以,当Reset返回false时,我们并不能认为一段时间之后,超时不会到来,实际上可能会到来,定时器已经生效了。

跳过陷阱,再遇陷阱

如何跳过前面的陷阱,让Reset符合我们的预期功能呢?直接忽视Reset的返回值好了,它不能帮助你达到预期的效果。

真正的陷阱是Timer的通道,它和我们预期的成功、失败密切相关。我们所期望的定时器设置失败,通常只和通道有关:设置定时器前,定时器的通道Timer.C中是否已经有数据。

  • 如果有,我们设置的定时器失败了,我们可能读到不正确的超时事件。
  • 如果没有,我们设置的定时器成功了,我们在设定的时间得到超时事件。

接下来解释为何失败只与通道中是否存在超时事件有关。

定时器的缓存通道大小只为1,无法多存放超时事件,看源码。

// NewTimer creates a new Timer that will send
// the current time on its channel after at least duration d.
func NewTimer(d Duration) *Timer {
    c := make(chan Time, 1) // 缓存通道大小为1
    t := &Timer{
        C: c,
        r: runtimeTimer{
            when: when(d),
            f:    sendTime,
            arg:  c,
        },
    }
    startTimer(&t.r)
    return t
}

定时器创建后是单独运行的,超时后会向通道写入数据,你从通道中把数据读走。当前一次的超时数据没有被读取,而设置了新的定时器,然后去通道读数据,结果读到的是上次超时的超时事件,看似成功,实则失败,完全掉入陷阱。

跨越陷阱,确保成功

如果确保Timer.Reset()成功,得到我们想要的结果?Timer.Reset()前清空通道。

  • 当业务场景简单时,没有必要主动清空通道。比如,处理流程是:设置1次定时器,处理一次定时器,中间无中断,下次Reset前,通道必然是空的。
  • 当业务场景复杂时,不确定通道是否为空,那就主动清除。
// 方法1
if len(Timer.C) > 0{
    <-Timer.C
}
Timer.Reset(time.Second)

经过和@周志荣_9447的讨论和思考,更加合理的做法还是下面这样:

// 方法2
if !Timer.Stop() && len(Timer.C) > 0{
    <-Timer.C
}
Timer.Reset(time.Second)

定时器的运行和len(Timer.C)的判断是在不同的协程中,当判断的时候通道大小可能为0,但当执行Reset()的前的这段时间,旧的定时器超时,通道中存在超时时间,再执行Reset()也达不到预期的效果。
方法2才是合理的方法。先执行Stop(),可以确保旧定时器已经停止,不会再向通道中写入超时事件,就可解决上面的问题。Stop()返回false并不是代表,通道中一定存在超时事件,所以还需使用len(Timer.C) > 0进行判断再决定是否清空通道。

测试代码

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

// 不同情况下,Timer.Reset()的返回值
func test1() {
    fmt.Println("第1个测试:Reset返回值和什么有关?")
    tm := time.NewTimer(time.Second)
    defer tm.Stop()

    quit := make(chan bool)

    // 退出事件
    go func() {
        time.Sleep(3 * time.Second)
        quit <- true
    }()

    // Timer未超时,看Reset的返回值
    if !tm.Reset(time.Second) {
        fmt.Println("未超时,Reset返回false")
    } else {
        fmt.Println("未超时,Reset返回true")
    }

    // 停止timer
    tm.Stop()
    if !tm.Reset(time.Second) {
        fmt.Println("停止Timer,Reset返回false")
    } else {
        fmt.Println("停止Timer,Reset返回true")
    }

    // Timer超时
    for {
        select {
        case <-quit:
            return

        case <-tm.C:
            if !tm.Reset(time.Second) {
                fmt.Println("超时,Reset返回false")
            } else {
                fmt.Println("超时,Reset返回true")
            }
        }
    }
}

func test2() {
    fmt.Println("\n第2个测试:超时后,不读通道中的事件,可以Reset成功吗?")
    sm2Start := time.Now()
    tm2 := time.NewTimer(time.Second)
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Printf("Reset前通道中事件的数量:%d\n", len(tm2.C))
    if !tm2.Reset(time.Second) {
        fmt.Println("不读通道数据,Reset返回false")
    } else {
        fmt.Println("不读通道数据,Reset返回true")
    }
    fmt.Printf("Reset后通道中事件的数量:%d\n", len(tm2.C))

    select {
    case t := <-tm2.C:
        fmt.Printf("tm2开始的时间: %v\n", sm2Start.Unix())
        fmt.Printf("通道中事件的时间:%v\n", t.Unix())
        if t.Sub(sm2Start) <= time.Second+time.Millisecond {
            fmt.Println("通道中的时间是重新设置sm2前的时间,即第一次超时的时间,所以第二次Reset失败了")
        }
    }

    fmt.Printf("读通道后,其中事件的数量:%d\n", len(tm2.C))
    tm2.Reset(time.Second)
    fmt.Printf("再次Reset后,通道中事件的数量:%d\n", len(tm2.C))
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Printf("超时后通道中事件的数量:%d\n", len(tm2.C))
}

func test3() {
    fmt.Println("\n第3个测试:Reset前清空通道,尽可能通畅")
    smStart := time.Now()
    tm := time.NewTimer(time.Second)
    time.Sleep(2 * time.Second)
    
    // 停掉定时器再清空
    if !tm.Stop() && len(tm.C) > 0 {
        <-tm.C
    }
    tm.Reset(time.Second)

    // 超时
    t := <-tm.C
    fmt.Printf("tm开始的时间: %v\n", smStart.Unix())
    fmt.Printf("通道中事件的时间:%v\n", t.Unix())
    if t.Sub(smStart) <= time.Second+time.Millisecond {
        fmt.Println("通道中的时间是重新设置sm前的时间,即第一次超时的时间,所以第二次Reset失败了")
    } else {
        fmt.Println("通道中的时间是重新设置sm后的时间,Reset成功了")
    }
}

func main() {
    test1()
    test2()
    test3()
}
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