面试官：说说延迟任务的时间轮调度算法？

本文继续讨论 Netty 相关的面试题，今天咱们来看一道 Netty 中的高频面试题：说说 Netty 延迟任务的时间轮调度算法？

Netty 框架是以性能著称的框架，因此在它的框架中使用了大量提升性能的机制，例如 Netty 用于实现延迟队列的时间轮调度算法就是一个典型的例子。使用时间轮算法可以实现海量任务新增和取消任务的时间度为 O(1)，那么什么是时间轮调度算法呢？接下来我们一起来看。

1.延迟任务实现

在 Netty 中，我们需要使用 HashedWheelTimer 类来实现延迟任务，例如以下代码：

public class DelayTaskExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now());
        NettyTask();
    }

    private static void NettyTask() {
        // 创建延迟任务实例
        HashedWheelTimer timer = new HashedWheelTimer(3, // 间隔时间
                TimeUnit.SECONDS, // 间隔时间单位
                100); // 时间轮中的槽数
        // 创建任务
        TimerTask task = new TimerTask() {
            @Override
            public void run(Timeout timeout) throws Exception {
                System.out.println("执行任务时间：" + LocalDateTime.now());
            }
        };
        // 将任务添加到延迟队列中
        timer.newTimeout(task, 0, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

以上程序的执行结果如下：

程序启动时间：2024-06-04T10:16:23.033

执行任务时间：2024-06-04T10:16:26.118

从上述执行结果可以看出，我们使用 HashedWheelTimer 实现了延迟任务的执行。

2.时间轮调度算法

那么问题来了，HashedWheelTimer 是如何实现延迟任务的？什么是时间轮调度算法？

查看 HashedWheelTimer 类的源码会发现，其实它是底层是通过时间轮调度算法来实现的，以下是 HashedWheelTimer 核心实现源码（HashedWheelTimer 的创建源码）如下：

private static HashedWheelBucket[] createWheel(int ticksPerWheel) {

    // 省略其他代码

    ticksPerWheel = normalizeTicksPerWheel(ticksPerWheel);

    HashedWheelBucket[] wheel = new HashedWheelBucket[ticksPerWheel];

    for (int i = 0; i < wheel.length; i ++) {

        wheel[i] = new HashedWheelBucket();

    }

    return wheel;

}

private static int normalizeTicksPerWheel(int ticksPerWheel) {

    int normalizedTicksPerWheel = 1;

    while (normalizedTicksPerWheel < ticksPerWheel) {

        normalizedTicksPerWheel