1. 简介

Ticker是周期性定时器，即周期性的触发一个事件，通过Ticker本身提供的管道将事件传递出去。

Ticker的数据结构与Timer完全一样

type Ticker struct {
    C <- chan Time
    r runtimeTimer
}

Ticker对外仅暴露一个channel，指定的时间到来时就往该channel中写入系统时间，也即一个事件。

在创建Ticker时会指定一个时间，作为事件触发的周期。这也是Ticker与Timer的最主要的区别。

另外，ticker的英文原意是钟表的”滴哒”声，钟表周期性的产生”滴哒”声，也即周期性的产生事件

2. 使用场景

2.1 简单定时任务

有时，我们希望定时执行一个任务，这时就可以使用ticker来完成。
下面代码演示，每隔1s记录一次日志：

// TickerDemo 用于演示ticker基础用法
func TickerDemo() {
    ticker := time.NewTicker(1 * time.Second)
    defer ticker.Stop()

    for range ticker.C {
        log.Println("Ticker tick.")
    }
}

for range ticker.C会持续从管道中获取事件，收到事件后打印一行日志，如果管道中没有数据会阻塞等待事件，由于ticker会周期性的向管道中写入事件，所以上述程序会周期性的打印日志。

2.2 定时聚合任务

有时，我们希望把一些任务打包进行批量处理。比如，公交车发车场景：

• 公交车每隔5分钟发一班，不管是否已坐满乘客；
• 已经坐满乘客情况下，不足五分钟也发车

代码示例如下

// TickerLaunch用于演示ticker聚合任务用法
func TickerLaunch() {
    ticker := time.NewTicker(5 * time.Minute)
    maxPassenger := 30                   // 每车最大装载人数
    passengers := make([]string, 0, maxPassenger)

    for {
        passenger := GetNewPassenger() // 获取一个新乘客
        if passenger != "" {
            passengers = append(passengers, passenger)
        } else {
            time.Sleep(1 * time.Second)
        }

        select {
        case <- ticker.C:               // 时间到，发车
            Launch(passengers)
            passengers = []string{}
        default:
            if len(passengers) >= maxPassenger {  // 时间没到，车已座满，发车
                Launch(passengers)
                passengers = []string{}
            }
        }
    }
}

上面代码中for循环负责接待乘客上车，并决定是否要发车。每当乘客上车，select语句会先判断ticker.C中是否有数据，有数据则代表发车时间已到，如果没有数据，则判断车是否已坐满，坐满后仍然发车。

3. Ticker对外接口

3.1 创建定时器

使用NewTicker()方法就可以创建一个周期性定时器，函数原型如下

func NewTicker(d Duration) *Ticker

其中参数d即为定时器时间触发的周期

3.2 停止定时器

使用定时器对外暴露的 Stop 方法就可以停掉一个周期性定时器， 函数原型如下

func (t *Ticker)Stop()

需要注意的是， 该方法会停止计时， 意味著不会向定时器的管道中写入事件，但管道并不会被关闭。管道在使用完成后，生命周期结束后会自动释放。

Ticker在使用完后务必要释放，否则会产生资源泄露，进而会持续消耗CPU资源，最后会把CPU耗尽。

3.3 简单接口

部分场景下，启动一个定时器并且永远不会停止， 比如定时轮询任务， 此时可以使用一个简单的Tick函数来获取定时器的管道， 函数原型如下：

func Tick(d Duration) <-chan Time

这个函数内部实际还是创建一个Ticker，但并不会返回出来，所以没有手段来停止该Ticker。所以，一定要考虑具体的使用场景。

3.4 错误示例

Ticker 用于for循环时， 很容易出现意想不到的资源泄露问题

func WrongTicker() {
    for {
        select {
        case <-time.Tick(1 * time.Second):
            log.Printf("Resource leak!")
        }
    }
}

上面代码，select每次检测case语句时都会创建一个定时器，for循环又会不断地执行select语句，所以系统里会有越来越多的定时器不断地消耗CPU资源，最终CPU会被耗尽。

4.实现原理

Ticker与之前讲的Timer几乎完全相同，无论数据结构和内部实现机制都相同，唯一不同的是创建方式。

Timer创建时，不指定事件触发周期，事件触发后Timer自动销毁。而Ticker创建时会指定一个事件触发周期，事件会按照这个周期触发，如果不显式停止，定时器永不停止。

4.1 数据结构

Ticker
Ticker数据结构与Timer除名字不同外完全一样。

源码包src/time/tick.go:Ticker定义了其数据结构：

type Ticker struct {
    C <-chan Time // The channel on which the ticks are delivered.
    r runtimeTimer
}

Ticker只有两个成员：

• C: 管道，上层应用根据此管道接收事件；
• r: runtime定时器，该定时器即系统管理的定时器，对上层应用不可见；

这里应该按照层次来理解Ticker数据结构，Ticker.C即面向Ticker用户的，Ticker.r是面向底层的定时器实现。

runtimeTimer

runtimeTimer与Timer一样

4.2实现原理

4.2.1 创建Ticker

创建Ticker的实现,代码如下：

func NewTicker(d Duration) *Ticker {
    if d <= 0 {
        panic(errors.New("non-positive interval for NewTicker"))
    }
    // Give the channel a 1-element time buffer.
    // If the client falls behind while reading, we drop ticks
    // on the floor until the client catches up.
    c := make(chan Time, 1)
    t := &Ticker{
        C: c,
        r: runtimeTimer{
            when:   when(d),
            period: int64(d), // Ticker跟Timer的重要区就是提供了period这个参数，据此决定timer是一次性的，还是周期性的
            f:      sendTime,
            arg:    c,
        },
    }
    startTimer(&t.r)
    return t
}

NewTicker()只是构造了一个Ticker，然后把Ticker.r通过startTimer()交给系统协程维护。
其中period为事件触发的周期。

其中sendTime()方法便是定时器触发时的动作：

func sendTime(c interface{}, seq uintptr) {
    select {
    case c.(chan Time) <- Now():
    default:
    }
}

sendTime接收一个管道作为参数，其主要任务是向管道中写入当前时间。

创建Ticker时生成的管道含有一个缓冲区（make(chan Time, 1)），但是Ticker触发的事件却是周期性的，如果管道中的数据没有被取走，那么sendTime()也不会阻塞，而是直接退出，带来的后果是本次事件会丢失。

创建一个Ticker示意图如下：

4.2.2 停止Ticker

停止Ticker，只是简单的把Ticker从系统协程中移除。函数主要实现如下：

func (t *Ticker) Stop() {
    stopTimer(&t.r)
}

stopTicker()即通知系统协程把该Ticker移除，即不再监控。系统协程只是移除Ticker并不会关闭管道，以避免用户协程读取错误。

与Timer不同的是，Ticker停止时没有返回值，即不需要关注返回值，实际上返回值也没啥用途。

停止一个Ticker示意图如下：

Ticker没有重置接口，也即Ticker创建后不能通过重置修改周期。

需要格外注意的是Ticker用完后必须主动停止，否则会产生资源泄露，会持续消耗CPU资源。

总结

Ticker相关内容总结如下：

• 使用time.NewTicker()来创建一个定时器；
• 使用Stop()来停止一个定时器；
• 定时器使用完毕要释放，否则会产生资源泄露；
• NewTicker()创建一个新的Ticker交给系统协程监控；
• Stop()通知系统协程删除指定的Ticker;

参考

• 【专家编程】