1. 背景

很多時候，業務有定時任務或定時超時的需求，當任務量很大時，可能需要維護大量的timer，或者進行低效的掃描。

例如：對每個用戶會維護一個APP到服務器的TCP連接，用來實時收發信息，對這個TCP連接，如果連續30s沒有請求包，服務端就要將這個連接斷開。

一般說怎麽實現這類需求呢？

2. 一般思路

2.1 輪詢掃描法

（1）用一個Map<uid, last_packet_time>來記錄每一個uid最近一次請求時間last_packet_time；

（2）當某個用戶uid有請求包來到，實時更新這個Map；

（3）啟動一個timer，當Map中不為空時，輪詢掃描這個Map，檢查每個uid的last_packet_time是否超過30s，如果超過則進行超時處理

2.2 多timer觸發法

（1）用一個Map<uid, last_packet_time>來記錄每一個uid最近一次請求時間last_packet_time；

（2）當某個用戶uid有請求包來到，實時更新這個Map，並同時對這個uid請求包啟動一個timer，30s之後觸發；

（3）每個uid請求包對應的timer觸發後，檢查Map中，查看這個uid的last_packet_time是否超過30s，如果超過則進行超時處理

輪詢掃描法：只啟動一個timer，但需要輪詢，效率較低

多timer觸發法：不需要輪詢，但每個請求包要啟動一個timer，比較耗資源

特別在同時在線量很大時，很容易CPU100%。

3. 環形隊列法

三個數據結構：

（1）30s超時，就創建一個index從0到30的環形隊列（本質上數組）

（2）環上每一個slot是一個Set<uid>任務集合

（3）同時還有一個Map<uid, index>記錄uid落在環上的哪個slot

算法：

（1）啟動一個timer，每隔1s，在上述環形隊列中移動一個，0->1->2->3...->29->30->0...

（2）有一個Current Index指針來標識剛檢測過的slot

當有某用戶uid有請求包達到時：

（1）從Map結構中，查找出這個uid存儲在哪個slot裏

（2）從這個slot的Set結構中，刪除這個uid

（3）將uid重新加入到新的slot，具體是哪一個slot呢？-->Current Index指針所指向的上一個slot，因為整個slot，會被timer在30s之後掃描到

（4）更新Map，這個uid對應slot的index值

哪些元素會被超時刪除掉？

Current Index每秒移動一個slot，這個slot對應的Set<uid>中所有uid都應該被集體超時，如果最近30s有請求包來到，一定被放到Current Index的前一個slot，Current Index所在的slot對應Set中所有元素，都是最近30s沒有請求包來到的。

所以，當沒有超時時，Current Index掃描到的每一個Slot的Set中應該都沒有元素。

這個環形隊列法是一個通用的方法，Set和Map中可以使任何task，本文的uid是一個最簡單的舉例。

4. Netty - HashedWheelTimer

管理大量定時任務，如果高效觸發超時？