微信公共號 [架構師之路] 上看到一篇文章 10w定時任務，如何高效觸發超時，學習了下，一些筆記。

關于 Java 定時任務，參見 Java 定時任務 & 任務調度。

業務需求

APP實時消息通道系統，對每個用戶會維護一個 APP 到服務器的 TCP 連接，用來實時收發消息，對這個 TCP 連接，有這樣一個需求：
如果連續 30s 沒有請求包（例如登錄，消息，keepalive 包），服務端就要將這個用戶的狀態置為離線

輪詢掃描法 VS 多 Timer 觸發法

方案一 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

• 當某個用戶 uid 有請求包來到，實時更新對應的 last_packet_time
• 啟動一個 Timer，當 Map 中不為空時，輪詢掃描這個 Map，看每個 uid 的 last_packet_time 是否超過 30s，如果超過則進行超時處理

方案二 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

• 當某個用戶 uid 有請求包來到，實時更新對應的 last_packet_time。
  并同時對這個 uid 請求包啟動一個 Timer，30s 之后觸發
• 當每個 uid 請求包對應的 Timer 觸發后，查看對應的 last_packet_time 是否超過 30s，如果超過則進行超時處理

方案一：只啟動一個 Timer，但需要輪詢，效率較低
方案二：每個請求包要啟動一個 Timer，不需要輪詢，但比較耗資源

環形隊列法

三個重要的數據結構：

1. 30s 超時，就創建一個 index 從 0 到 30 的環形隊列（本質是個數組）

• 環上每一個 slot 是一個任務集合 Set<uid>
• 同時還有一個 Map<uid, index>，記錄 uid 落在環上的哪個 slot 里
  
  環形隊列法

同時：

1. 啟動一個 Timer，每隔 1s，在上述環形隊列中移動一格，0->1->2->3…->29->30->0…

• 有一個 Current Index 指針來標識剛檢測過的 slot

當有某用戶 uid 有請求包到達時：

1. 從 Map 結構中，查找出這個 uid 存儲在哪一個 slot 里

• 從這個 slot 的 Set 結構中，刪除這個 uid
• 將 uid 重新加入到新的 slot 中，具體是哪一個 slot 呢? Current Index 指針所指向的上一個 slot，因為這個 slot，會被 Timer 在 30s 之后掃描到
• 更新 Map，這個 uid 對應 slot 的 index 值

哪些元素會被超時掉呢？
Current Index 每秒種移動一個 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 了，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 掃到的每一個 slot 的 Set 中應該都沒有元素。

優勢：

1. 只需要1個 Timer

• Timer 每 1s 只需要一次觸發，消耗 CPU 很低
• 批量超時，Current Index 掃到的 slot，Set 中所有元素都應該被超時掉

總結

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

引用：
10w定時任務，如何高效觸發超時