你應該掌握的 Go 高級并發模式：計時器
前言
如果你認為結合 Goroutines 去處理時間和計數器很簡單的話，那你就錯了，這里有提到的一些與 time.Timer 相關的問題或 bug：
- time: Timer.Reset is not possible to use correctly #14038[1]
- time: Timer.C can still trigger even after Timer.Reset is called #11513[2]
- time: document proper usage of Timer.Stop #14383[3]
看完上面的鏈接內容后，如果你依然認為很簡單，那來看看下面的代碼，如下代碼會產生死鎖和競爭條件
- tm := time.NewTimer(1)tm.Reset(100 * time.Millisecond)<-tm.Cif !tm.Stop() {<-tm.C}
死鎖代碼片段
- func toChanTimed(t *time.Timer, ch chan int) {t.Reset(1 * time.Second)defer func() {if !t.Stop() {<-t.C}}()select {case ch <- 42:case <-t.C:}}
可能代碼比較難懂，下面對相關方法進行闡述。
time.Ticker
- type Ticker struct {C <-chan Time // The channel on which the ticks are delivered.}
Ticker 簡單易用，但也有一些小問題
- 如果 C 中已存在一條消息，則發送消息時將刪除所有未讀值。
- 必須有停止操作：否則 GC 無法回收它
- 設置 C 無用：消息仍將在原始的 channel 上發送。
time.Tick
time.Tick 是對 time.NewTicker 的封裝。最好不要使用該方法，除非你準備將 chan 作為返回結果并在程序的整個生命周期中繼續使用它。正如官方描述：
垃圾收集器無法恢復底層的 Ticker，出現 " 泄漏 ". 請謹慎使用，如有疑問請改用 Ticker。
time.After
這與 Tick 的概念基本相同，它是對 Timer 進行封裝。一旦計時器被觸發，它將被回收。請注意，計時器使用了緩存容量是 1 的通道，即使沒有接收者，它仍可以進行計數。如上所述，如果您關心性能且希望能夠取消計時，那么你不應該使用 After。
time.Timer ( 也稱為 time.WhatTheFork?!)
對于 Go 來說這是一個比較奇怪的 API ：NewTicker(Duration) 返回了一個 *Timer 類型，該類型僅暴露一個定義為 chan 類型的變量 C ，這點非常奇怪。
通常在 Go 語言中允許導出的字段意味著用戶可以獲取或設置該字段，而此處設置變量 C 并沒有實際意義。相反：設置 C 并重置 Timer 并不會影響之前在 C 通道的消息傳遞。更糟糕的是：AfterFunc 返回的 Timer 根本不會使用到 C。
這樣看來，Timer 很奇怪，以下是 API 的概述：
- type Timer struct {C <-chan Time}func AfterFunc(d Duration, f func()) *Timerfunc NewTimer(d Duration) *Timerfunc (*Timer) Stop(bool)func (*Timer) Reset(d Duration) bool
四個非常簡單的函數，其中兩個是構造函數，有可能出錯嗎?
time.AfterFunc
官方文檔：AfterFunc 持續時間超時后通過開 Goroutine 去調用 f 函數，返回一個 Timer 類型，以便通過 Stop 方法取消調用。
這么描述雖然沒有問題，但需要注意：當調用 Stop 方法時，如果返回 false ，則表示該函數已經執行且停止失敗。但并不意味著函數已經返回，你需要添加一些處理邏輯：
- done := make(chan struct{})f := func() {doStuff()close(done)}t := time.AfterFunc(1*time.Second, f)if !t.Stop() {<-done}
這個在 Stop 文檔中有相關說明。
除此之外，返回的計時器不會被觸發，只能用于調用 Stop 方法。
- t := time.AfterFunc(1*time.Second, func() {fmt.Println("Time has passed!")})// This will deadlock.<-t.C
此外，寫這篇文章的時候，重置計時器會在傳入重置函數的時間段過去后再次調用 f，但這種特性目前暫沒有文檔規范，未來可能會被改變。
time.NewTimer
官方文檔 : NewTimer 實例化 Timer 結構體，在持續時間 d 之后發送當前時間至通道內 .
這意味著沒有聲明它就無法構建有效的 Timer 類型結構體。如果你需要構建一個以便后續重復使用，可以用該方法進行實例化，或者使用如下代碼實現自主創建和停止計數器
- t := time.NewTimer(0)if !t.Stop() {<-t.C}
你必須從 channel 中讀取數據。假如在 New 和 Stop 調用期間觸發了定時器，且 channel 存在未消費的數據， 則 C 會存在一個值。將導致后續讀取均是錯誤的。
(*time.Timer).Stop
Stop 方法會阻止計時器觸發。如果調用停止計時器的方法，則返回 true，如果計時器已超時或者已停止，則返回 false。
以上句子中的“或”非常重要。文檔中所以關于 Stop 的示例都顯示了以下代碼片段：
- if !t.Stop() {<-t.C}
關鍵點在于 "or" 它意味著有效 0 次或 1 次。對已消費完通道數據和在此期間未調用 Reset 進行過多次執行的情況，均是無效的。綜上所述，當且僅當沒有執行對通道數據的消費，Stop+drain 才是安全的。
在文檔中體現如下：
例如：假設程序尚未從 t.C 接收數據：
此外，上面的模式不是線程安全的，因為當消費完通道數據時，Stop 返回的值可能已經過時了，兩個 Goroutine 嘗試消費通道 C 數據也會導致死鎖。
(*time.Timer).Reset
這個方法更有意思，文檔很長，你可以在這里[4] 進行查看
文檔中一個有趣的摘錄：
請注意，因為在清空 channel 和計數器到期之間存在競爭條件，我們無法正確使用 Reset 返回值。Reset 方法必須作用于已停止或已過期的 channel 上。
文檔所提供 Reset 正確使用方法如下：
- if !t.Stop() {<-t.C}t.Reset(d)
不能與來自通道的其他接收者同時使用 Stop 和 Reset 方法， 為了使 C 上傳遞的消息有效，C 應該在每次 重置 之前被消費完。
重置計時器而不清空它將使運行過程時丟棄該值，因為 C 緩存為 1，運行時對其他執行是有損發送[5]。
time.Timer: 把這些方法放在一起
- Stop 僅作用在 New 和 Reset 方法之后才安全
- Reset 僅在 Stop 方法后有效。
- 只有在每次運行 Stop 后，channel 消費完時，所接收的值才是有效的。
- 只有 channel 未被消費時，才允許清空 channel。
以下是計時器轉換，使用和調用關系流程圖：
timer.png
如下是一個正確復用計時器的例子，它解決了文章開頭提到的一些問題：
- func toChanTimed(t *time.Timer, ch chan int) {t.Reset(1 * time.Second)// No defer, as we don't know which// case will be selectedselect {case ch <- 42:case <-t.C:// C is drained, early returnreturn}// We still need to check the return value// of Stop, because t could have fired// between the send on ch and this line.if !t.Stop() {<-t.C}}
上述代碼可以確保 toChanTimed 返回后可以重新使用計時器
