定时器 Timer

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2023-12-01

毫秒精度的定时器。底层基于epoll_wait和setitimer实现，数据结构使用最小堆，可支持添加大量定时器。

在同步IO进程中使用setitimer和信号实现，如Manager和TaskWorker进程
在异步IO进程中使用epoll_wait/kevent/poll/select超时时间实现

性能

底层使用最小堆数据结构实现定时器，定时器的添加和删除，全部为内存操作，因此性能是非常高的。

官方的基准测试脚本 https://github.com/swoole/swoole-src/blob/master/benchmark/timer.php 中，添加或删除10万个随机时间的定时器耗时为0.08s左右。

~/workspace/swoole/benchmark$ php timer.php
add 100000 timer :0.091133117675781s
del 100000 timer :0.084658145904541s

!> 定时器是内存操作，无IO消耗

差异

Timer与PHP本身的pcntl_alarm是不同的。pcntl_alarm是基于时钟信号 + tick函数实现存在一些缺陷：

最大仅支持到秒，而Timer可以到毫秒级别
不支持同时设定多个定时器程序
pcntl_alarm依赖declare(ticks = 1)，性能很差

零毫秒定时器

底层不支持时间参数为0的定时器。这与Node.js等编程语言不同。在Swoole里可以使用Swoole\Event::defer实现类似的功能。

Swoole\Event::defer(function () {
  echo "hello\n";
});

!> 上述代码与JS中的setTimeout(func, 0)效果是完全一致的。

别名

tick()、after()、clear()都拥有一个函数风格的别名

类静态方法	函数风格别名
`Swoole\Timer::tick()`	`swoole_timer_tick()`
`Swoole\Timer::after()`	`swoole_timer_after()`
`Swoole\Timer::clear()`	`swoole_timer_clear()`

方法

tick()

设置一个间隔时钟定时器。

与after定时器不同的是tick定时器会持续触发，直到调用 Timer::clear 清除。

Swoole\Timer::tick(int $msec, callable $callback_function, ...$params): int;

!> 1. 定时器仅在当前进程空间内有效
2. 定时器是纯异步实现的，不能与同步IO的函数一起使用，否则定时器的执行时间会发生错乱
3. 定时器在执行的过程中可能存在一定误差

参数
- int $msec
  - 功能：指定时间
  - 值单位：毫秒【如1000表示1秒，v4.2.10以下版本最大不得超过 86400000】
  - 默认值：无
  - 其它值：无
- callable $callback_function
  - 功能：时间到期后所执行的函数，必须是可以调用的
  - 默认值：无
  - 其它值：无
- ...$params
  - 功能：给执行函数传递数据【此参数也为可选参数】
  - 默认值：无
  - 其它值：无
  !> 可以使用匿名函数的use语法传递参数到回调函数中
$callback_function 回调函数
```
callbackFunction(int $timer_id, ...$params);
```
- int $timer_id
  - 功能：定时器的ID【可用于Timer::clear清除此定时器】
  - 默认值：无
  - 其它值：无
- ...$params
  - 功能：由Timer::tick传入的第三个参数$param
  - 默认值：无
  - 其它值：无
扩展
- 定时器校正
  定时器回调函数的执行时间不影响下一次定时器执行的时间。实例：在0.002s设置了10ms的tick定时器，第一次会在0.012s执行回调函数，如果回调函数执行了5ms，下一次定时器仍然会在0.022s时触发，而不是0.027s。
  但如果定时器回调函数的执行时间过长，甚至覆盖了下一次定时器执行的时间。底层会进行时间校正，丢弃已过期的行为，在下一时间回调。如上面例子中0.012s时的回调函数执行了15ms，本该在0.022s产生一次定时回调。实际上本次定时器在0.027s才返回，这时定时早已过期。底层会在0.032s时再次触发定时器回调。
- 协程模式
  在协程环境下Timer::tick回调中会自动创建一个协程，可以直接使用协程相关API，无需调用go创建协程。
  !> 可设置 enable_coroutine 关闭自动创建协程

使用示例

Swoole\Timer::tick(1000, function(){
    echo "timeout\n";
});

正确示例

Swoole\Timer::tick(3000, function (int $timer_id, $param1, $param2) {
    echo "timer_id #$timer_id, after 3000ms.\n";
    echo "param1 is $param1, param2 is $param2.\n";

    Swoole\Timer::tick(14000, function ($timer_id) {
        echo "timer_id #$timer_id, after 14000ms.\n";
    });
}, "A", "B");

错误示例

Swoole\Timer::tick(3000, function () {
    echo "after 3000ms.\n";
    sleep(14);
    echo "after 14000ms.\n";
});

after()

在指定的时间后执行函数。Swoole\Timer::after函数是一个一次性定时器，执行完成后就会销毁。

此函数与PHP标准库提供的sleep函数不同，after是非阻塞的。而sleep调用后会导致当前的进程进入阻塞，将无法处理新的请求。

Swoole\Timer::after(int $msec, callable $callback_function, ...$params): int;

参数
- int $msec
  - 功能：指定时间
  - 值单位：毫秒【如1000表示1秒，v4.2.10以下版本最大不得超过 86400000】
  - 默认值：无
  - 其它值：无
- callable $callback_function
  - 功能：时间到期后所执行的函数，必须是可以调用的。
  - 默认值：无
  - 其它值：无
- ...$params
  - 功能：给执行函数传递数据【此参数也为可选参数】
  - 默认值：无
  - 其它值：无
  !> 可以使用匿名函数的use语法传递参数到回调函数中
返回值
- 执行成功返回定时器ID，若取消定时器，可调用 Swoole\Timer::clear
扩展
- 协程模式
  在协程环境下Swoole\Timer::after回调中会自动创建一个协程，可以直接使用协程相关API，无需调用go创建协程。
  !> 可设置 enable_coroutine 关闭自动创建协程

使用示例

$str = "Swoole";
Swoole\Timer::after(1000, function() use ($str) {
    echo "Hello, $str\n";
});

clear()

使用定时器ID来删除定时器。

Swoole\Timer::clear(int $timer_id): bool;

参数
- int $timer_id
  - 功能：定时器ID【调用Timer::tick、Timer::after后会返回一个整数的ID】
  - 默认值：无
  - 其它值：无

!> Swoole\Timer::clear不能用于清除其他进程的定时器，只作用于当前进程

使用示例

$timer = Swoole\Timer::after(1000, function () {
    echo "timeout\n";
});

var_dump(Swoole\Timer::clear($timer));
var_dump($timer);

// 输出：bool(true) int(1)
// 不输出：timeout

clearAll()

清除当前工作进程内的所有定时器。

!> 需要Swoole版本 >= v4.4.0

Swoole\Timer::clearAll(): bool;

info()

返回timer的信息。

!> 需要Swoole版本 >= v4.4.0

Swoole\Timer::info(int $id): array;

返回值

array(4) {
  ["exec_msec"]=>
  int(162)
  ["interval"]=>
  int(0)
  ["round"]=>
  int(0)
  ["removed"]=>
  bool(false)
}

list()

返回定时器迭代器, 可使用foreach遍历全局所有timer的 id

!> 需要Swoole版本 >= v4.4.0

Swoole\Timer::list(): Swoole\Timer\Iterator;

返回值
返回定时器迭代器, 可使用foreach遍历全局所有timer的id

使用示例

foreach (Swoole\Timer::list() as $timer_id) {
    var_dump(Swoole\Timer::info($timer_id));
}

stats()

查看定时器状态。

!> 需要Swoole版本 >= v4.4.0

Swoole\Timer::stats(): array;

返回值

array(3) {
  ["initialized"]=>
  bool(true)
  ["num"]=>
  int(1000)
  ["round"]=>
  int(1)
}

set()

设置定时器相关参数。

Swoole\Timer::set(array $array): void;

关闭协程 :id=close-timer-co

默认定时器在执行回调函数时会自动创建协程，可单独设置定时器关闭协程。

Swoole\Timer::set([
  'enable_coroutine' => false,
]);