1、背景
时间轮算法可以用于高效的执行大量的定时任务。
在 Netty 中的一个典型应用场景是判断某个连接是否 idle，如果 idle（如客户端由于网络原因导致到服务器的心跳无法送达），则服务器会主动断开连接，释放资源。得益于 Netty NIO 的优异性能，基于 Netty 开发的服务器可以维持大量的长连接，单台 8 核 16G 的云主机可以同时维持几十万长连接，及时掐掉不活跃的连接就显得尤其重要。
2、算法简介
网上盗个图，时间轮算法可以通过上图来描述。假设时间轮大小为 8，1s 转一格，每格指向一个链表，保存着待执行的任务。
假设，当前位于 2，现在要添加一个 3s 后指向的任务，则 2+3=5，在第 5 格的链表中添加一个节点指向任务即可，标识 round=0。
假设，当前位于 2，现在要添加一个 10s 后指向的任务，则（2+10）% 8 = 4，则在第 4 格添加一个节点指向任务，并标识 round=1，则当时间轮第二次经过第 4 格时，即会执行任务。
时间轮只会执行 round=0 的任务，并会把该格子上的其他任务的 round 减 1。
算法的原理非常浅显易懂，但是阅读源码实现还是有益的。
3、源码解析
1、构造方法
参数：
1）threadFactory
用于生成工作线程
2）tickDuration 和 unit
每格的时间间隔，默认 100ms
3）ticksPerWheel
一圈下来有几格，默认 512，特别的，如果传入的不是 2 的 N 次方，则会调整为大于等于该参数的第一个 2 的 N 次方，好处是可以优化 hash 值的计算
4）leakDetection
如果 false，那么只有工作线程不是后台线程时才会追踪资源泄露，这个参数可以忽略
5）maxPendingTimeouts
最大的 pending 数量，默认 - 1，表示不限制
注：可以看到构造方法执行结束时，工作线程并没有启动，那么应该是在第一次添加任务的时候启动的，我们继续看添加任务的 newTimeout 方法
2、newTimeout
首先，通过一个原子变量来计数当前的任务数，如果设置最大 pending 且超过了，则会直接 throw Exception
其次，便是调用 start 方法来正式启用 worker 线程，为了防止重复调用，使用了一个原子操作，并且调用完毕之后会 CountDownLatch.await 阻塞住，直到线程完全起来才返回
可以看到，方法是 public 的，也即用户可以显示的调用，而无需等待第一次添加任务时再启动
最后，便是包装一个 HashedWheelTimeout 对象（计算出了 deadline），丢给队列，等待工作线程处理，那么接下来的重点就是看 worker 线程的实现了
3、Worker 线程
工作线程启动的第一步是初始化 startTime，并调用 countDown 来通知 start 方法，初始化结束了
其次便是一个循环，循环内的行为就是每隔一段跳一格的操作了，我们看具体的操作：
1）首先调用 waitForNextTick()
首先计算一下当前 tick 下的 deadline，减去 startTime，得到 sleepTimeMs，随后 sleep 一下。这里面有几个小细节：
计算 sleepTimeMs 先加 999999，应该是不足 1ms 的，补足 1ms
因为每次执行定时任务消耗的时候是不受控制的，因此算出来的 sleepTimeMs 可能为负，这个时候就可以直接返回了执行下一个格子里的任务了
如果 currentTime==Long.MIN_VALUE，会直接返回一个负数，这个应该是为了处理时间轮执行了很长时间导致的 long 值溢出，具体了解的可以评论里告诉，不胜感激
下面还有一个，如果是 windows 平台，先除以 10 再乘以 10，是因为 windows 平台下最小调度单位是 10ms，如果不处理成 10ms 的倍数，可能导致 sleep 更不准了
最后，如果线程被打断了，并且是 shutdown 状态，会直接返回负数，并在随后的 while 判断中挑出循环
2）随后调用 processCanceldTasks()
该方法是为了处理那些被取消的任务，任务存放在一个 queue 中
3）transferTimeoutsToBuckets()
该方法是从 timeouts（就是前面 newTimeout 是放进去的那个 queue）的 queue 中取出任务，放到格子里（HashedWheelBucket 是一个链表），为了防止这个操作销毁太多时间，导致更多的任务时间不准，因此一次最多操作 10w 个。几个注意点：
计算 stopIndes 时，含义是取模，因为 mask 是 2 的 N 次方减 1，因此 % 和 & 可以等价操作，即 x % (mask + 1) == x & mask，这个技巧在 jdk 的集合类中也被使用到
为了防止出现任务延迟太久，因此在计算模之前，还先取 max in (calculated, tick），从而让那些本应该在 <u>过去</u>执行的任务，在这期先快速执行掉
4）expireTimeouts(deadline)
这是 HashedWheelBucket 的一个方法，就是来执行该格子里那些已经过期的任务
这步的操作比较简单，就是一次遍历链表，如果 remainingRounds（剩下的圈数）小于等于 0，那么就把他移除并执行 expire 方法（即 TimerTask 的 run 方法）；如果任务被取消了，则直接移除；否则 remainingRounds 减一，等待下一圈
5）如果中间时间轮的状态不再是 started，那么就会跳出循环，并依次取出各个 bucket 上的未执行且没有被取消的任务，stop 方法会返回这个列表
4、总结
时间轮算法理解起来很简单，实现也似乎不难，但是通过阅读源码，可以看到，其中还是有很多很多的小细节需要注意，这个就不容易了
而且通过阅读源码，可以看到，整个时间轮的调度都是在一个线程里完成的，因此对于那些耗时较大的定时任务，如果直接扔进去处理显然会影响其他任务的正常执行，例子如下：
