面试题：如何基于Go的计时器原理实现一个精准的周期性任务调度器

Question

基于Go语言计时器（Timer）的设计原理，设计并实现一个精准的周期性任务调度器。要求能够支持多个不同周期任务的并发调度，并且在任务执行过程中保证资源的合理利用和调度的准确性。请详细描述设计思路、关键代码结构以及可能遇到的挑战和解决方案。

Answer 1

设计思路

1. 任务管理：使用一个结构体来表示任务，包含任务的周期、执行函数等信息。通过一个切片或映射来管理所有任务。
2. 调度器核心：利用Go语言的Timer实现任务的定时执行。为每个任务创建一个对应的Timer，根据任务周期设置Timer的时间。
3. 并发执行：使用Go语言的goroutine来并发执行各个任务，确保多个任务可以同时调度。
4. 资源管理：合理使用Go语言的通道（channel）来控制任务的启动、停止以及资源的分配和回收，避免资源泄漏。

关键代码结构

1. 任务结构体：

type Task struct {
    period    time.Duration
    execute   func()
    stopChan  chan struct{}
}

2. 调度器结构体：

type Scheduler struct {
    tasks []*Task
}

3. 添加任务方法：

func (s *Scheduler) AddTask(period time.Duration, execute func()) {
    task := &Task{
        period:    period,
        execute:   execute,
        stopChan:  make(chan struct{}),
    }
    s.tasks = append(s.tasks, task)
    go s.runTask(task)
}

4. 任务执行方法：

func (s *Scheduler) runTask(task *Task) {
    timer := time.NewTimer(task.period)
    for {
        select {
        case <-timer.C:
            task.execute()
            timer.Reset(task.period)
        case <-task.stopChan:
            timer.Stop()
            return
        }
    }
}

5. 停止调度器方法：

func (s *Scheduler) Stop() {
    for _, task := range s.tasks {
        close(task.stopChan)
    }
}

可能遇到的挑战和解决方案

1. 时间精度问题：系统负载等因素可能影响Timer的精度。可以使用更高精度的时间源，如time.Tick结合time.Sleep来调整精度。
2. 资源泄漏：如果任务没有正确停止，可能导致资源泄漏。通过使用通道来控制任务的生命周期，确保在调度器停止时所有任务都能正确结束。
3. 调度冲突：多个任务同时执行可能导致资源竞争。可以使用互斥锁（sync.Mutex）来保护共享资源，确保任务执行过程中的数据一致性。