HashedWheelTimer

Timer 接口的实现，通过时间轮算法实现了一个定时器。

职能

根据当前时间轮指针选定对应 HashedWheelBucket 槽，从链表头部开始迭代，计算每个 HashedWheelTimeout 定时任务：

• 属于当前时钟周期则取出运行
• 不属于则将其剩余的时钟周期数减一

核心域

workerState

时间轮当前所处状态，三个可选值，由 AtomicIntegerFieldUpdater 实现其原子地修改。

startTime

当前时间轮的启动时间，提交到该时间轮的定时任务的 deadline 字段值均以该时间戳为起点进行计算。

wheel

时间轮环形队列，每个元素都是一个槽。当指定时间轮槽数为 n 时，会向上取最靠近 n 的 2 次幂值

timeouts、cancelledTimeouts

HashedWheelTimer 会在处理 HashedWheelBucket 的双向链表前，先处理这俩队列的数据：

timeouts 队列

缓冲外部提交时间轮中的定时任务

cancelledTimeouts 队列

暂存取消的定时任务

tick

位于 HashedWheelTimer$Worker ，时间轮的指针，步长为 1 的单调递增计数器

mask

掩码， mask = wheel.length - 1，执行 ticks & mask 便能定位到对应的时钟槽

ticksDuration

时间指针每次加 1 所代表的实际时间，单位为纳秒。

pendingTimeouts

当前时间轮剩余的定时任务总数。

workerThread

时间轮内部真正执行定时任务的线程。

worker

真正执行定时任务的逻辑封装这个 Runnable 对象中。

newTimeout()

提交定时任务，在定时任务进入到 timeouts 队列之前会先调用 start() 方法启动时间轮，其中会完成下面两个关键步骤：

1. 确定时间轮的 startTime 字段
2. 启动 workerThread 线程，开始执行 worker 任务。

之后根据 startTime 计算该定时任务的 deadline，最后才能将定时任务封装成 HashedWheelTimeout 并添加到 timeouts 队列。

4 时间轮指针一次转动的执行流程

HashedWheelTimer$Worker.run()：

1. 时间轮指针转动，时间轮周期开始
2. 清理用户主动取消的定时任务，这些定时任务在用户取消时，记录到 cancelledTimeouts 队列中。在每次指针转动的时候，时间轮都会清理该队列
3. 将缓存在 timeouts 队列中的定时任务转移到时间轮中对应的槽中
4. 根据当前指针定位对应槽，处理该槽位的双向链表中的定时任务
5. 检测时间轮的状态。如果时间轮处于运行状态，则循环执行上述步骤，不断执行定时任务。如果时间轮处于停止状态，则执行下面的步骤获取到未被执行的定时任务并加入 unprocessedTimeouts 队列：遍历时间轮中每个槽位，并调用 clearTimeouts() 方法；对timeouts 队列中未被加入槽中循环调用 poll()

1. 最后再次清理 cancelledTimeouts 队列中用户主动取消的定时任务。

5 定时任务应用

并不直接用于周期性操作，而是只向时间轮提交执行单次的定时任务，在上一次任务执行完成的时候，调用 newTimeout() 方法再次提交当前任务，这样就会在下个周期执行该任务。即使在任务执行过程中出现了 GC、I/O 阻塞等情况，导致任务延迟或卡住，也不会有同样的任务源源不断地提交进来，导致任务堆积。

Dubbo 时间轮应用主要在如下方面：

失败重试， 例如，Provider 向注册中心进行注册失败时的重试操作，或是 Consumer 向注册中心订阅时的失败重试等

周期性定时任务， 例如，定期发送心跳请求，请求超时的处理，或是网络连接断开后的重连机制

参考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/32906730