如何在Future::poll()中正确使用sleep与wake？避免忙循环

你期望在Future::poll()中加入sleep避免忙循环，让Runtime每秒调用一次poll()，第5秒时返回Poll::Ready(())，但当前代码中cx.waker().wake_by_ref()会触发任务立即重新执行，导致CPU忙循环，输出大量"1"而非预期的5个。

问题根源 #

1. 手动调用cx.waker().wake_by_ref()会直接唤醒任务，完全跳过了TokioSleep future的定时器等待逻辑，导致poll被无间断调用，形成忙循环。
2. 现有Delay结构中的sleeper是固定的1秒sleep，没有在每次等待完成后重置，即使去掉手动唤醒，也只会等待一次1秒，后续poll无法触发新的定时等待。

修正方案 #

去掉手动唤醒逻辑，让Sleep future自行管理定时唤醒；同时每次sleeper完成等待后，重置它为新的1秒sleep，并输出"1"，直到目标时间到达。

修正后的完整代码：

use std::future::Future;
use std::pin::Pin;
use std::task::{Context, Poll};
use pin_project_lite::pin_project;
use std::time::{Duration, Instant};

pin_project! {
    struct Delay {
        when: Instant,
        #[pin]
        sleeper: tokio::time::Sleep,
    }
}

impl Delay {
    pub fn new(when: Instant) -> Self {
        Self {
            when,
            sleeper: tokio::time::sleep(Duration::from_secs(1))
        }
    }
}

impl Future for Delay {
    type Output = ();
    fn poll(self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_>) -> Poll<Self::Output> {
        // 先检查是否到达目标时间
        if self.when < Instant::now() {
            return Poll::Ready(());
        }

        let mut this = self.project();

        // 检查当前sleeper是否完成
        match this.sleeper.as_mut().poll(cx) {
            Poll::Ready(()) => {
                // 1秒到了，输出"1"
                print!("1");
                // 重置sleeper为下一个1秒的sleep
                *this.sleeper = tokio::time::sleep(Duration::from_secs(1));
                // 返回Pending，等待下一次定时唤醒
                Poll::Pending
            }
            Poll::Pending => {
                // 还没到1秒，继续等待
                Poll::Pending
            }
        }
    }
}

#[tokio::main]
async fn main() {
    let when = Instant::now() + Duration::from_secs(5);
    let delay1 = Delay::new(when);
    delay1.await;
    println!("Hello, world!");
}

代码说明 #

• 每次poll时先判断是否到达目标时间，到达则返回Poll::Ready(())结束future。
• 若未到达目标时间，poll当前sleeper：如果返回Ready，说明1秒已过，输出"1"并重置sleeper为新的1秒定时；如果返回Pending，则让任务继续等待定时器唤醒。
• 完全依赖Tokio的Sleep future管理定时唤醒，避免了手动唤醒导致的忙循环，同时保证每秒触发一次poll，输出一个"1"，5秒后完成任务。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Anunaki