HashedWheelTimer算法详解

HashedWheelTimer算法

序

George Varghese 和 Tony Lauck 1996 年的论文：Hashed and Hierarchical Timing Wheels: data structures to efficiently implement a timer facility提出了一种定时轮的方式来管理和维护大量的Timer调度算法.Linux 内核中的定时器采用的就是这个方案。

原理

一个Hash Wheel Timer是一个环形结构，可以想象成时钟，分为很多格子，一个格子代表一段时间（越短Timer精度越高），并用一个List保存在该格子上到期的所有任务，同时一个指针随着时间流逝一格一格转动，并执行对应List中所有到期的任务。任务通过取模决定应该放入哪个格子。

环形结构可以根据超时时间的 hash 值(这个 hash 值实际上就是ticks & mask)将 task 分布到不同的槽位中, 当 tick 到那个槽位时, 只需要遍历那个槽位的 task 即可知道哪些任务会超时(而使用线性结构, 你每次 tick 都需要遍历所有 task), 所以, 我们任务量大的时候, 相应的增加 wheel 的 ticksPerWheel 值, 可以减少 tick 时遍历任务的个数.

效率

• 添加任务：O(1)
• 删除/取消任务：O(1)
• 过期/执行任务：最差情况为O(n)->也就是当HashMap里面的元素全部hash冲突，退化为一条链表的情况。平均O(1)

槽位越多，每个槽位上的链表就越短，这里需要权衡时间与空间。

doc

• netty源码解读之时间轮算法实现-HashedWheelTimer
• Timing Wheel 定时轮算法
• 细说延时任务的处理
• ifesdjeen-hashed-wheel-timer
• TimingWheels.ppt
• 定时器（Timer）的实现