详解Java线程池队列中的延迟队列DelayQueue

详解Java线程池队列中的延迟队列DelayQueue

在阻塞队里中,除了对元素进行增加和删除外,我们可以把元素的删除做一个延迟的处理,即使用DelayQueue的方法。本文就来和大家聊聊Java线程池队列中的DelayQueue—延迟队列 

public enum QueueTypeEnum {
    ARRAY_BLOCKING_QUEUE(1, "ArrayBlockingQueue"),
    LINKED_BLOCKING_QUEUE(2, "LinkedBlockingQueue"),
    DELAY_QUEUE(3, "DelayQueue"),
    PRIORITY_BLOCKING_QUEUE(4, "PriorityBlockingQueue"),
    SYNCHRONOUS_QUEUE(5, "SynchronousQueue"),
    LINKED_TRANSFER_QUEUE(6, "LinkedTransferQueue"),
    LINKED_BLOCKING_DEQUE(7, "LinkedBlockingDeque"),
    VARIABLE_LINKED_BLOCKING_QUEUE(8, "VariableLinkedBlockingQueue"),
    MEMORY_SAFE_LINKED_BLOCKING_QUEUE(9, "MemorySafeLinkedBlockingQueue");
}

DelayQueue延迟队列

类似于PriorityBlockingQueue,是二叉堆实现的无界优先级阻塞队列。要求元素都实现Delayed 接口,通过执行时延从队列中提取任务,只有在延迟期满后才能从中提取元素。DelayQueue的泛型参数需要实现Delayed接口,Delayed接口继承了Comparable接口,DelayQueue内部使用非线程安全的优先队列(PriorityQueue),并使用Leader/Followers模式,最小化不必要的等待时间。DelayQueue不允许包含null元素。

public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {

    /**
     * 返回与此对象关联的剩余延迟(给定的时间单位)。
     * @param unit 时间单位
     * @返回剩余延迟;零值或负值表示 延迟已过期
     */
    long getDelay(TimeUnit unit);
}

DelayQueue使用场景

缓存系统的设计:可以用DelayQueue保存缓存元素的有效期,使用一个线程循环查询DelayQueue,一旦能从DelayQueue中获取元素时,表示缓存有效期到了。

定时任务调度:使用DelayQueue保存当天将会执行的任务和执行时间,一旦从DelayQueue中获取到任务就开始执行,从比如TimerQueue就是使用DelayQueue实现的。

DelayQueue属性

//可重入同步锁
private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

//DelayQueue的实现依赖于PriorityQueue(优先队列)
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();

//第一个等待某个延时对象的线程,在延时对象还没有到期时其他线程看到这个leader不为null,那么就直接wait
//主要是为了避免大量线程在同一时间点唤醒,导致大量的竞争,反而影响性能
private Thread leader = null;

//条件队列,用于wait线程
private final Condition available = lock.newCondition();

DelayQueue构造方法

//从上面属性就可以看出,DelayQueue采用了饿汉模式,调用构造方法即创建了队列实例
public DelayQueue() {}

/**
 * 创建一个DelayQueue,最初包含给定的Collection实例集合。
 * @param c 最初包含的元素集合
 */
public DelayQueue(Collection<? extends E> c) {
    this.addAll(c);
}

实现Delayed接口使用示例

class MyDelay<T> implements Delayed {

    long delayTime; // 延迟时间
    long expire; // 过期时间
    T data;

    public MyDelay(long delayTime, T t) {
        this.delayTime = delayTime;
        // 过期时间 = 当前时间 + 延迟时间
        this.expire = System.currentTimeMillis() + delayTime;
        data = t;
    }

    /**
     * 剩余时间 = 到期时间 - 当前时间
     */
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    /**
     * 优先级规则:两个任务比较,时间短的优先执行
     */
    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        long f = this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS);
        return (int) f;
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "delayTime=" + delayTime +
                ", expire=" + expire +
                ", data=" + data;
    }
}

public class DelayQueueDemo {
    static BlockingQueue<Delayed> queue = new DelayQueue();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        queue.add(new MyDelay(8, "第一次添加任务"));
        queue.add(new MyDelay(3, "第二次添加任务"));
        queue.add(new MyDelay(5, "第三次添加任务"));

        while (!queue.isEmpty()) {
            Delayed delayed = queue.take();
            System.out.println(delayed);
        }
    }
}

DelayQueue总结

DelayQueue其实采用了装饰器模式,在对PriorityQueue进行包装下增加了延时时间获取元素的功能,其主要特点归纳如下:

  • DelayQueue是一个无界阻塞队列,队列内部使用PriorityQueue来实现
  • 进入队列的元素必须实现Delayed接口,在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素,只有在延迟期满时才能从中提取元素
  • 该队列头部是延迟期满后保存时间最长的Delayed元素
  • 如果没有延迟未过期元素,且队列没有头部,并且poll将返回null
  • 当一个元素的getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS)方法返回一个小于等于0的值时,表示该元素已过期
  • 无法使用poll或take移除未到期的元素,也不会将这些元素作为正常元素对待;例如:size方法返回到期和未到期元素的计数之和
  • 此队列不允许使用null元素

到此这篇关于详解Java线程池队列中的延迟队列DelayQueue的文章就介绍到这了,更多相关Java延迟队列DelayQueue内容请搜索云海天教程以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持云海天教程!

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