完整实现 - 通过 DelayQueue 实现延时任务

2022 年 8 月 18 日
吉林
本文字数：2737 字
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一、DelayQueue 的应用原理
二、订单延时任务的实现
三、订单处理
四、优缺点

实现延时任务有很多的方法，网上关于延时任务的实现的文章已经不少了。比如：实现延时任务的 10 种方法等等。但是这些文章基本上都是将方法大概的列举一下，给出部分示例代码，对于有经验的老程序员可能一看就知道该怎么去把它实现完整，但是对于初学者来说不够友好。所以，「我打算写一个系列的文章，详细的给出每种延时任务的实现方法、完整实现代码，以及工作原理，欢迎并期待大家关注我」。

小概念：什么是延时任务？举个例子：你买了一张火车票，必须在 30 分钟之内付款，否则该订单被自动取消。「订单 30 分钟不付款自动取消，这个任务就是一个延时任务。」

一、DelayQueue 的应用原理

DelayQueue 是一个无界的 BlockingQueue 的实现类，用于放置实现了 Delayed 接口的对象，其中的对象只能在其到期时才能从队列中取走。

BlockingQueue 即阻塞队列，java 提供的面向多线程安全的队列数据结构，当队列内元素数量为 0 的时候，试图从队列内获取元素的线程将被阻塞或者抛出异常。
这里的“无界”队列，是指队列的元素数量不存在上限，队列的容量会随着元素数量的增加而扩容。

DelayQueue 实现了 BlockingQueue 接口，所以具有无界、阻塞的特点，除此之外它自己的核心特点就是：

「放入该队列的延时任务对象，只要到达延时时间之后才能被取到」。
DelayQueue 不接收 null 元素
「DelayQueue 只接受那些实现了 java.util.concurrent.Delayed 接口的对象」

二、订单延时任务的实现

了解了 DelayQueue 的特点之后，我们就可以利用它来实现延时任务了，实现java.util.concurrent.Delayed接口。

import org.jetbrains.annotations.NotNull;
import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;import java.util.concurrent.Delayed;import java.util.concurrent.TimeUnit;
/** * 延时订单任务 */public class OrderDelayObject implements Delayed {  private String name;  private long delayTime;   //延时时间  //实际业务中这里传订单信息对象，我这里只做demo，所以使用字符串了  private String order;
  public OrderDelayObject(String name, long delayTime, String order) {    this.name = name;    //延时时间加上当前时间    this.delayTime = System.currentTimeMillis() + delayTime;    this.order = order;  }
  //获取延时任务的倒计时时间  @Override  public long getDelay(TimeUnit unit) {    long diff = delayTime - System.currentTimeMillis();    return unit.convert(diff, TimeUnit.MILLISECONDS);  }
  //延时任务队列，按照延时时间元素排序，实现Comparable接口  @Override  public int compareTo(@NotNull Delayed obj) {    return Long.compare(this.delayTime, ((OrderDelayObject) obj).delayTime);  }
  @Override  public String toString() {    Date date = new Date(delayTime);    SimpleDateFormat sd = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    return "\nOrderDelayObject:{"            + "name=" + name            + ", time=" + sd.format(date)            + ", order=" + order            + "}";  }}

复制代码

上文类中的 order 为订单信息对象，在实际的业务开发过程中应该是传递订单信息，用于取消订单业务的实现（订单 30 分钟不付款自动取消）。
Delayed 接口继承自 Comparable 接口，所以需要实现 compareTo 方法，用于延时任务在队列中按照“延时时间”进行排序。
getDelay 方法是 Delayed 接口方法，实现该方法提供获取延时任务的倒计时时间

三、订单处理

首先我们需要一个容器，永久保存延时任务队列，如果是 Spring 开发环境我们可以这样做。

@Bean("orderDelayQueue")public DelayQueue<OrderDelayObject> orderDelayQueue(){    return new DelayQueue<OrderDelayObject>();}

复制代码

当用户下单的时候，将订单下单任务放入延时队列

@Resourceprivate DelayQueue<OrderDelayObject> orderDelayQueue;
//发起订单下单的时候将订单演示对象放入orderDelayQueueorderDelayQueue.add(        new OrderDelayObject(                "订单延时取消任务",                30 * 60 * 1000,    //延时30分钟                "延时任务订单对象信息"        ));

复制代码

系统内开启一个线程，不断的从队列中获取消息，获取到之后对延时消息进行处理。DelayQueue的 take 方法从队列中获取延时任务对象，如果队列元素数量为 0，或者没有到达“延时时间的任务”，该线程会被阻塞。

@Componentpublic class DelayObjectConsumer  implements InitializingBean {
  @Resource  private DelayQueue<OrderDelayObject> orderDelayQueue;
  @Override  public void afterPropertiesSet() throws Exception {    while (true) {      OrderDelayObject task = orderDelayQueue.take();      System.out.println(task.toString());      System.out.println(task.getOrder());      //根据order订单信息，去查询该订单的支付信息      //如果用户没有进行支付，将订单从数据库中关闭      //如果订单并发量比较大，这里可以考虑异步或线程池的方式进行处理    }  }}

复制代码

需要说明的是，这里的 while-true 循环的延时任务处理时顺序执行的，在订单并发量比较大的时候，需要考虑异步处理的方式完成订单的关闭操作。我之前写作一个 SpringBoot 的可观测、易配置的线程池开源项目，可能会对你有帮助，源代码地址：https://gitee.com/hanxt/zimug-monitor-threadpool经过我的测试，放入 orderDelayQueue 的延时任务，在半小时之后得到正确的执行处理。说明我们的实现是正确的。

四、优缺点

使用 DelayQueue 实现延时任务非常简单，而且简便，全部都是标准的 JDK 代码实现，不用引入第三方依赖（不依赖 redis 实现、消息队列实现等），非常的轻量级。

它的缺点就是所有的操作都是基于应用内存的，一旦出现应用单点故障，可能会造成延时任务数据的丢失。如果订单并发量非常大，因为 DelayQueue 是无界的，订单量越大，队列内的对象就越多，可能造成 OOM 的风险。所以使用 DelayQueue 实现延时任务，只适用于任务量较小的情况。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/7b1ea60319562be5cc403d690】。未经作者许可，禁止转载。

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百人团队技术经理。2017年度吉林省软件行业协会“最卓越程序员奖”获得者。前微软员工，微软MVP。华为云享专家。个人独立博客： http://zimug.com

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