定时器方案红黑树，时间轮，最小堆

 

 

腾讯面试题：

定时器误差大，该怎么处理？

答：利用定时信号加上定时器来解决。采用红黑树，定时信号打断epoll_wait。多线程情况下，单起一个线程做定时

 

定时器的本质是越近要触发的定时任务，他的优先级越高。

 

定时器在单独一个线程进行检测

 

用什么数据结构来做定时器？

1. 红黑树   nginx（nginx最多组织1024个定时器）

2.最小堆   大部分项目   libevent（最小二叉堆）、go（最小四叉堆）、libev（最小四叉堆）四叉堆有百分之五的提升

3.时间轮  netty  kafka   skynet linux

红黑树和最小堆单线程，（因为加锁要加整棵树，效率低，所以采用单线程，少量定时器，小于1024）

时间轮多线程

加锁：时间轮用spinlock，因为时间复杂度低，O(1), 所以采用自旋锁。

 

设计一个定时器，需要哪些功能？

1. 初始化定时器

2.添加定时任务

3.删除定时任务

4.检测定时任务

 

不同数据结构有什么共性？

能够快速找到这个节点，增加删除。

能够快速找到最小的节点。

 

如果采用红黑树，怎么解决相同时间的节点?

nginx上是如果相同就插入在这个节点的右子树

 

删除节点？

删除红黑树最左边的节点。

 

检测定时任务？

检测红黑树最左边的节点key是否小于当前时间，如果是，就执行回调函数，然后删除此节点。

 

 

最小堆

满二叉树：所有的层节点数都是该层所能容纳节点的最大数量（满足2^n）.

 

完全二叉树：若二叉树的深度为h，除了h层外，其他层的节点数都是该层所能容纳节点的最大数量，且h层都集中在最左侧；

1. 是⼀颗完全⼆叉树；
2. 某⼀个节点的值总是⼩于等于它的⼦节点的值；
3. 堆中每个节点的⼦树都是最⼩堆；

 

 层序遍历：

某个节点：x

左子树索引：2x+1

右子树索引：2x+2

父节点索引：floor（（x-1）/2）

最小堆：只关注父子的大小关系，不关注兄弟之间的大小关系

增加节点只有上升：先把新增的节点放到最后，然后与父节点 上升

删除节点：先与最后一个节点调换位置，删除，然后将换后的节点与最小的子节点换位置（有下降的情况也有上升的情况，比如删除9节点）

 

最小堆的稳定性更好

 

时间轮

多层级的时间轮

单层级时间轮

 

限流和熔断

 单层时间轮设置时间轮大小，比如10秒一检测，就设置最小超过这个数的2^n,即16，设置这个原因是取余比较快，x % 2^n == x & (2^n - 1).。如果设置的太多，会产生空推进（有很多没有定时任务）的问题：最小堆+单层级时间轮

从x到（x+10） % 2^n刚好是10

如果小于检测周期，容易检测到还没过期的值。

 

 

空推进的解决方法：

1.最小堆

2.多层级