新的定时器实现

大家周五快乐！

为了给美好的一周画上句号，Tokio 发布了新版本。此版本包含一个全新的定时器实现。

定时器

有时（通常），人们希望根据时间执行代码。可能一个函数需要在特定的时刻运行。可能一个读取操作需要限制在固定的持续时间内。为了处理时间，人们需要访问定时器！

一些历史

tokio-timer crate 已经存在一段时间了。它最初是使用哈希定时轮（pdf 警告）构建的。它的粒度为 100 毫秒，因此任何分辨率小于 100 毫秒的超时设置都会被向上舍入。通常，在基于网络的应用程序的上下文中，这很好。超时通常至少为 30 秒，并且不需要高精度。

但是，在某些情况下，100 毫秒太粗糙了。此外，最初的 Tokio 定时器实现存在许多烦人的错误，并且由于其采取的实现策略，对边缘情况的处理也不是很好。

一个新的开始

定时器已被从头开始重写，并作为 tokio-timer 0.2 发布。在大多数情况下，API 非常相似，但实现方式完全不同。

它没有仅仅使用单个哈希定时轮实现，而是使用了一种分层方法（也在上面链接的论文中描述）。

定时器使用六个独立的层级。每个层级都是一个包含 64 个槽位的哈希轮。最低层级中的槽位代表一毫秒。下一个层级代表 64 毫秒（1 x 64 个槽位），依此类推。因此，每个层级上的一个槽位所覆盖的时间量与下面整个层级相同。

当设置超时时，如果超时时间在当前时刻的 64 毫秒内，则将其放入最低层级。如果超时时间在 64 毫秒到 4,096 毫秒之间，则将其放入第二层级，依此类推。

随着时间的推移，最低层级中的超时将被触发。一旦到达最低层级的末尾，下一个层级中的所有超时都将从该层级中移除并移动到最低层级。

使用这种策略，所有定时器操作（创建超时、取消超时、触发超时）都是恒定的。即使有大量未完成的超时，也能获得非常好的性能。

快速浏览 API。

如上所述，API 实际上没有改变。主要有三种类型

• Delay：一个在设定的时间点完成的 Future。
• Timeout：装饰一个 Future，确保它在超时到达之前完成。
• Interval：一个以固定间隔产生值的 Stream。

以及一个快速示例

use tokio::prelude::*;
use tokio::timer::Delay;

use std::time::{Duration, Instant};

fn main() {
    let when = Instant::now() + Duration::from_millis(100);
    let task = Delay::new(when)
        .and_then(|_| {
            println!("Hello world!");
            Ok(())
        })
        .map_err(|e| panic!("delay errored; err={:?}", e));

    tokio::run(task);
}

上面的示例创建了一个新的 Delay 实例，它将在未来 100 毫秒后完成。new 函数接受一个 Instant，因此我们计算 when 为从现在起 100 毫秒后的时刻。

一旦到达该时刻，Delay Future 完成，从而导致 and_then 代码块被执行。

此版本附带一个简短的指南，解释如何使用定时器和 API 文档。

集成在运行时中

使用定时器 API 需要运行一个定时器实例。Tokio 运行时 负责处理所有这些设置。

当运行时通过 tokio::run 启动或直接调用 Runtime::new 时，将启动一个线程池。每个工作线程将获得一个定时器实例。因此，这意味着如果运行时启动 4 个工作线程，将有 4 个定时器实例，每个线程一个。这样做允许使用定时器而无需支付同步成本，因为定时器将与使用各种定时器类型（Delay、Timeout、Interval）的代码位于同一线程上。

就这样，祝大家周末愉快！