掌握 Go 的计时器

简介
定时器是任何编程语言的重要工具，它允许开发人员在特定时间间隔安排任务或执行代码。在 Go 中，定时器是通过 time 包实现的，该包提供了一系列功能来创建、启动、停止和有效处理定时器。我们将探索 Go 中定时器的强大功能，并通过代码示例演示如何在应用程序中使用定时器。

创建计时器
要在 Go 中创建一个定时器，我们可以使用 time.NewTimer() 函数，该函数将持续时间作为参数。下面是一个示例：

func CreateTimer() {
	timer := time.NewTimer(2 * time.Second)
	fmt.Println("Timer created.")

	<-timer.C // 阻塞
	fmt.Println("Timer expired.")
}

在上述代码片段中，我们使用 time.NewTimer() 创建了一个持续时间为 2 秒的新定时器。<-timer.C 语句会阻塞执行，直到定时器过期。定时器到期后，“Timer expired.”（定时器已过期）信息将打印到控制台。

停止计时器
在某些情况下，您可能想在定时器到期前停止它。为此，您可以使用定时器对象的 Stop() 方法。让我们修改之前的示例，加入定时器停止功能：

func StopTimer() {
	timer := time.NewTimer(2 * time.Second)
	fmt.Println("Timer created.")

	go func() {
		<-timer.C
		fmt.Println("Timer expired.")
	}()

	time.Sleep(1 * time.Second)
	stopped := timer.Stop()
	if stopped {
		fmt.Println("Timer stopped.")
	} else {
		fmt.Println("Timer has already expired.")
	}
}

在更新后的代码中，我们创建了一个 goroutine 来处理定时器过期，这样就可以在定时器过期前停止它。我们使用 time.Sleep() 函数来模拟在尝试停止计时器之前正在进行的一些工作。最后，我们调用 timer.Stop() 停止定时器。如果定时器已过期，timer.Stop() 返回 false，并打印 “定时器已过期”。否则，我们将打印 “定时器已停止”。
重置计时器
Go 还提供了重置活动定时器的方法。通过 Reset() 方法，您可以更改活动定时器的持续时间，重新开始倒计时。下面是一个示例：

func ResetTimer() {
	timer := time.NewTimer(10 * time.Second)
	fmt.Printf("time: %d, Timer created.\n", time.Now().Unix())

	time.Sleep(2 * time.Second)
	reset := timer.Reset(3 * time.Second)
	if reset {
		fmt.Printf("time: %d, Timer reset.\n", time.Now().Unix())
	} else {
		fmt.Printf("time: %d, Timer has already expired.\n", time.Now().Unix())
	}
	<-timer.C // 阻塞
	fmt.Printf("time: %d, Timer expired again.\n", time.Now().Unix())
}

输出为：

time: 1695183503, Timer created.
time: 1695183505, Timer reset.
time: 1695183508, Timer expired again.

在上述代码中，我们创建了一个持续时间为 10 秒的计时器。使用 time.Sleep() 等待 2 秒后，我们调用 timer.Reset()，新的持续时间为 3 秒。如果定时器尚未过期，则重置操作成功，我们将打印 “定时器重置”。否则，进入到 <-timer.C 阻塞阶段，然后打印 我们将打印 “Timer expired again.”。

重置定时器与停止定时器
了解重置定时器和使用 Stop() 停止定时器之间的区别非常重要。

func CompareResetAndStop() {
	timer := time.NewTimer(5 * time.Second)
	fmt.Printf("time: %d, Timer created.\n", time.Now().Unix())

	go func() {
		<-timer.C
		fmt.Printf("time: %d, Timer expired.\n", time.Now().Unix())
	}()

	time.Sleep(2 * time.Second)
	timer.Reset(3 * time.Second)
	fmt.Printf("time: %d, Timer reset.\n", time.Now().Unix())

	time.Sleep(2 * time.Second)
	timer.Stop()
	fmt.Printf("time: %d, Timer stopped.\n", time.Now().Unix())
}

输出为：

time: 1695183802, Timer created.
time: 1695183804, Timer reset.
time: 1695183806, Timer stopped.

在本例中，我们创建了一个持续时间为 5 秒的计时器。2 秒后，我们使用 timer.Reset() 将计时器重置为 3 秒。之后，再过 2 秒，我们使用 timer.Stop() 停止计时器。重置定时器会改变其持续时间并重新开始倒计时，而停止定时器则会立即停止执行，无论剩余持续时间多长。

带 Ticker 的计时器
Go 提供了一种 Ticker 类型，它是一种专门的定时器，可在指定的时间间隔内重复触发。定时器可用于定期执行任务。

func Tick() {
	ticker := time.NewTicker(1 * time.Second)
	defer ticker.Stop()

	go func() {
		for range ticker.C {
			fmt.Printf("time: %d, Ticker ticked!\n", time.Now().Unix())
		}
	}()

	time.Sleep(5 * time.Second)
}

在本例中，我们使用 time.NewTicker() 创建了一个持续时间为 1 秒的 Ticker。然后，我们启动一个 goroutine，从 ticker.C channel 接收值，每当滴答声响起时，goroutine 就会发出一个值。在 goroutine 中，每次接收到一个 tick 时，我们都会打印 “Ticker ticked!”。调用 time.Sleep() 可以让滴答滴答运行 5 秒钟，然后退出程序。

使用 Select 的超时
Go 的 select 语句允许在多个通道上执行非阻塞操作。这可以用来使用计时器实现超时。

func TimeOut() {
	ch := make(chan string)

	go func() {
		time.Sleep(2 * time.Second)
		ch <- "Operation completed."
	}()

	select {
	case msg := <-ch:
		fmt.Println(msg)
	case <-time.After(1 * time.Second):
		fmt.Println("Timeout reached.")
	}
}

在本例中，我们创建了一个 channel ch，并启动一个 goroutine 来模拟耗时 2 秒的操作。我们使用 select 语句从 ch 接收信息，或使用 time.After() 等待超时。如果操作在 1 秒内完成，则打印消息。否则，将执行超时情况，并打印 “Timeout reached.”。