1、前言

你好呀，我是歪歪。
今天我带大家来卷一下时间轮吧，这个玩意其实还是挺实用的。
常见于各种框架之中，偶现于面试环节，理解起来稍微有点难度，但是知道原理之后也就觉得：

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大多数人谈到时间轮的时候都会从 netty 开始聊。
我就不一样了，我想从 Dubbo 里面开始讲，毕竟我第一次接触到时间轮其实是在 Dubbo 里面，当时就惊艳到我了。
而且，Dubbo 的时间轮也是从 Netty 的源码里面拿出来的，基本一模一样。
时间轮在 Dubbo 里面有好几次使用，比如心跳包的发送、请求调用超时时间的检测、还有集群容错策略里面。
我就从 Dubbo 里面这个类说起吧：

org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailbackClusterInvoker

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你不了解 Dubbo 也没有关系，你只需要知官网上是这样介绍它的就行了：
我想突出的点在于“ 定时重发”这四个字。
我们先不去看源码，提到定时重发的时候，你想到了什么东西？
是不是想到了定时任务？

那么怎么去实现定时任务呢？
大家一般都能想到 JDK 里面提供的 ScheduledExecutorService 和 Timer 这两个类。
Timer 就不多说了，性能不够高，现在已经不建议使用这个东西。
ScheduledExecutorService 用的还是相对比较多的，它主要有三个类型的方法：
简单说一下 scheduleAtFixedRate 和 scheduleWithFixedDelay 这两个方法。
ScheduleAtFixedRate，是每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔。
ScheduleWithFixedDelay，是每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔。

前者强调的是上一个任务的开始时间，后者强调的是上一个任务的结束时间。
你也可以理解为 ScheduleAtFixedRate 是基于固定时间间隔进行任务调度，而 ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短，是基于不固定时间间隔进行任务调度。
所以，如果是我们要基于 ScheduledExecutorService 来实现前面说的定时重发功能，我觉得是用 ScheduleWithFixedDelay 好一点，含义为前一次重试完成后才应该隔一段时间进行下一次重试。
让整个重试功能串行化起来。
那么 Dubbo 到底是怎么实现这个定时重试的需求的呢？
撸源码啊，源码之下无秘密。
准备发车。

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撸源码
有的同学看到这里可能着急了：不是说讲时间轮吗，怎么又开始撸源码了呀？
你别猴急呀，我这不得循序渐进嘛。
我先带你手撕一波 Dubbo 的源码，让你知道源码这样写的问题是啥，然后我再说解决方案嘛。
再说了，我直接，啪的一下，把解决方案扔你脸上，你也接受不了啊。
我喜欢温柔一点的教学方式。

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好了，先看下面的源码。

这几行代码你要是没看明白没有关系，你主要关注 catch 里面的逻辑。
我把代码和官网上的介绍帮你对应了一下。
意思就是调用失败了，还有一个 addFailed 来兜底。
addFailed 是干了啥事呢？
干的就是“定时重发”这事：

org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailbackClusterInvoker#addFailed

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这个方法就可以回答前面我们提出的问题：Dubbo 集群容错里面，到底是怎么实现这个定时重试的需求的呢？
从标号为 ① 的地方可以知道，用的就是 ScheduledExecutorService，具体一点就是用的 scheduleWithFixedDelay 方法。
再具体一点就是如果集群容错采用的是 failback 策略，那么在请求调用失败的 RETRY_FAILED_PERIOD 秒之后，以每隔 RETRY_FAILED_PERIOD 秒一次的频率发起重试，直到重试成功。
RETRY_FAILED_PERIOD 是多少呢？

看第 52 行，它是 5 秒。
另外，你可以在前面 addFailed 方法中看到标号为 ③ 的地方，是在往 failed 里面 put 东西。
failed 又是一个什么东西呢？
看前面的 61 行，是一个 ConcurrentHashMap。
标号为 ③ 的地方，往 failed put 的 key 就是这一次需要重试的请求，value 是处理这一次请求对应的服务端。
failed 这个 map 是什么时候用呢？
请看标号为 ② 的 retryFailed 方法：

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在这个方法里面会去遍历 failed 这个 map，全部拿出来再次调用一遍。
如果成功了就调用 remove 方法移除这个请求，没有成功的会抛出异常，打印日志，然后等待下次再次重试。
到这里我们就算是揭开了 Dubbo 的 FailbackClusterInvoker 类的神秘面纱。
面纱之下，隐藏的就是一个 map 加 ScheduledExecutorService。
感觉好像也没啥难的啊，很常规的解决方案嘛，我也能想到啊。
于是你缓缓的在屏幕上打出一个：

但是，朋友们，抓好坐稳，要“但是”了，要转弯了。
这里面其实是有问题的，最直观的就是这个 map，没有限制大小，由于没有限制大小，那么在一些高并发的场景下，是有可能出现内存溢出的。
好，那么问题来了，怎么防止内存溢出呢？
很简单，首先我们可以限制 map 的大小，对吧。
比如限制它的容量为 1000。
满了之后，怎么办呢？
可以搞一个淘汰策略嘛，先进先出（FIFO），或者后进先出（LIFO）。
然后也不能一直重试，如果重试超过了一定次数应该被干掉才对。
上面说的内存溢出和解决方案，都不是我乱说的。
我都是有证据的，因为我是从 FailbackClusterInvoker 这个类的提交记录上看到了它的演进过程的，前面截图的代码也是优化之前版本的代码，并不是最新的代码：

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这一次提交，提到了一个编号叫 2425 的 issue。
https://github.com/apache/dubbo/issues/2425

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这里面提到的问题和解决方案，就是我前面说的事情。
终于，铺垫完成，关于时间轮的故事要正式开始了。

时间轮原理
有的朋友又开始猴急了。
要我赶紧上时间轮的源码。
你别着急啊，我直接给你讲源码，你肯定会看懵逼的。
所以我决定，先给你画图，给大家画一下时间轮的基本样子，理解了时间轮的工作原理，下面的源码解析理解起来也就相对轻松一点了。
首先时间轮最基本的结构其实就是一个数组，比如下面这个长度为 8 的数组：
怎么变成一个轮呢？
首尾相接就可以了：
假如每个元素代表一秒钟，那么这个数组一圈能表达的时间就是 8 秒，就是这样的：

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注意我前面强调的是一圈，为 8 秒。
那么 2 圈就是 16 秒， 3 圈就是 24 秒，100 圈就是 800 秒。
这个能理解吧？
我再给你配个图：

虽然数组长度只有 8，但是它可以在上叠加一圈又一圈，那么能表示的数据就多了。
比如我把上面的图的前三圈改成这样画：
希望你能看明白，看不明白也没有关系，我主要是要你知道这里面有一个“第几圈”的概念。
好了，我现在把前面的这个数组美化一下，从视觉上也把它变成一个轮子。
轮子怎么说？
轮子的英文是 wheel，所以我们现在有了一个叫做 wheel 的数组：