# 14.5 通道、超时和计时器（Ticker）

`time` 包中有一些有趣的功能可以和通道组合使用。

其中就包含了 `time.Ticker` 结构体，这个对象以指定的时间间隔重复的向通道 `C` 发送时间值：

```go
type Ticker struct {
    C <-chan Time // the channel on which the ticks are delivered.
    // contains filtered or unexported fields
    ...
}
```

时间间隔的单位是 `ns`（纳秒，`int64`），在工厂函数 `time.NewTicker` 中以 `Duration` 类型的参数传入：`func NewTicker(dur) *Ticker`。

在协程周期性的执行一些事情（打印状态日志，输出，计算等等）的时候非常有用。

调用 `Stop()` 使计时器停止，在 `defer` 语句中使用。这些都很好地适应 `select` 语句:

```go
ticker := time.NewTicker(updateInterval)
defer ticker.Stop()
...
select {
case u:= <-ch1:
    ...
case v:= <-ch2:
    ...
case <-ticker.C:
    logState(status) // call some logging function logState
default: // no value ready to be received
    ...
}
```

`time.Tick()` 函数声明为 `Tick(d Duration) <-chan Time`，当你想返回一个通道而不必关闭它的时候这个函数非常有用：它以 `d` 为周期给返回的通道发送时间，`d` 是纳秒数。如果需要，像下边的代码一样，可以限制处理频率（函数 `client.Call()` 是一个 RPC 调用，这里暂不赘述（参见第 [15.9](15.9.md) 节））：

```go
import "time"

rate_per_sec := 10
var dur Duration = 1e9 / rate_per_sec
chRate := time.Tick(dur) // a tick every 1/10th of a second
for req := range requests {
    <- chRate // rate limit our Service.Method RPC calls
    go client.Call("Service.Method", req, ...)
}
```

这样只会按照指定频率处理请求：`chRate` 阻塞了更高的频率。每秒处理的频率可以根据机器负载（和/或）资源的情况而增加或减少。

问题 14.1：扩展上边的代码，思考如何承载周期请求数的暴增（提示：使用带缓冲通道和计时器对象）。

定时器 (`Timer`)  结构体看上去和计时器 (`Ticker`) 结构体的确很像（构造为 `NewTimer(d Duration)`），但是它只发送一次时间，在 `Dration d` 之后。

还有 `time.After(d)` 函数，声明如下：

```go
func After(d Duration) <-chan Time
```

在 `Duration d` 之后，当前时间被发到返回的通道；所以它和 `NewTimer(d).C` 是等价的；它类似 `Tick()`，但是 `After()` 只发送一次时间。下边有个很具体的示例，很好的阐明了 `select` 中 `default` 的作用：

示例 14.11：[timer_goroutine.go](examples/chapter_14/timer_goroutine.go)：

```go
package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	tick := time.Tick(1e8)
	boom := time.After(5e8)
	for {
		select {
		case <-tick:
			fmt.Println("tick.")
		case <-boom:
			fmt.Println("BOOM!")
			return
		default:
			fmt.Println("    .")
			time.Sleep(5e7)
		}
	}
}
```

输出：

```
    .
    .
tick.
    .
    .
tick.
    .
    .
tick.
    .
    .
tick.
    .
    .
tick.
BOOM!
```

**习惯用法：简单超时模式**

要从通道 `ch` 中接收数据，但是最多等待 1 秒。先创建一个信号通道，然后启动一个 `lambda` 协程，协程在给通道发送数据之前是休眠的：

```go
timeout := make(chan bool, 1)
go func() {
        time.Sleep(1e9) // one second
        timeout <- true
}()
```

然后使用 `select` 语句接收 `ch` 或者 `timeout` 的数据：如果 `ch` 在 1 秒内没有收到数据，就选择到了 `time` 分支并放弃了 `ch` 的读取。

```go
select {
    case <-ch:
        // a read from ch has occured
    case <-timeout:
        // the read from ch has timed out
        break
}
```

第二种形式：取消耗时很长的同步调用

也可以使用 `time.After()` 函数替换 `timeout-channel`。可以在 `select` 中通过 `time.After()` 发送的超时信号来停止协程的执行。以下代码，在 `timeoutNs` 纳秒后执行 `select` 的 `timeout` 分支后，执行 `client.Call` 的协程也随之结束，不会给通道 `ch` 返回值：

```go
ch := make(chan error, 1)
go func() { ch <- client.Call("Service.Method", args, &reply) } ()
select {
case resp := <-ch
    // use resp and reply
case <-time.After(timeoutNs):
    // call timed out
    break
}
```

注意缓冲大小设置为 `1` 是必要的，可以避免协程死锁以及确保超时的通道可以被垃圾回收。此外，需要注意在有多个 `case` 符合条件时， `select` 对 `case` 的选择是伪随机的，如果上面的代码稍作修改如下，则 `select` 语句可能不会在定时器超时信号到来时立刻选中 `time.After(timeoutNs)` 对应的 `case`，因此协程可能不会严格按照定时器设置的时间结束。

```go
ch := make(chan int, 1)
go func() { for { ch <- 1 } } ()
L:
for {
    select {
    case <-ch:
        // do something
    case <-time.After(timeoutNs):
        // call timed out
        break L
    }
}
```

第三种形式：假设程序从多个复制的数据库同时读取。只需要一个答案，需要接收首先到达的答案，`Query` 函数获取数据库的连接切片并请求。并行请求每一个数据库并返回收到的第一个响应：

```go
func Query(conns []Conn, query string) Result {
    ch := make(chan Result, 1)
    for _, conn := range conns {
        go func(c Conn) {
            select {
            case ch <- c.DoQuery(query):
            default:
            }
        }(conn)
    }
    return <- ch
}
```

再次声明，结果通道 `ch` 必须是带缓冲的：以保证第一个发送进来的数据有地方可以存放，确保放入的首个数据总会成功，所以第一个到达的值会被获取而与执行的顺序无关。正在执行的协程可以总是可以使用 `runtime.Goexit()` 来停止。


在应用中缓存数据：

应用程序中用到了来自数据库（或者常见的数据存储）的数据时，经常会把数据缓存到内存中，因为从数据库中获取数据的操作代价很高；如果数据库中的值不发生变化就没有问题。但是如果值有变化，我们需要一个机制来周期性的从数据库重新读取这些值：缓存的值就不可用（过期）了，而且我们也不希望用户看到陈旧的数据。

## 链接

- [目录](directory.md)
- 上一节：[使用select切换协程](14.4.md)
- 下一节：[协程和恢复（recover）](14.6.md)