Java 并发源码：阻塞队列实现之 DelayQueue 源码解析
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队中的元素必须实现 Delayed 接口【Delay 接口又继承了 Comparable，需要实现 compareTo 方法】，每个元素都需要指明过期时间，通过 getDelay(unit)获取元素剩余时间【剩余时间 = 到期时间 - 当前时间】。
每次向优先队列中添加元素时根据 compareTo 方法作为排序规则，当然我们约定一下，默认 q.peek()出来的就是最先过期的元素。
public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {
// 返回剩余时间
long getDelay(TimeUnit unit);
}
public interface Comparable<T> {
// 定义比较方法
public int compareTo(T o);
}
Delayed 元素案例
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学习了 Delayed 接口之后，我们看一个实际的案例，加深印象，源于：《Java 并发编程之美》。
static class DelayedElement implements Delayed {
private final long delayTime; // 延迟时间
private final long expire; // 到期时间
private final String taskName; // 任务名称
public DelayedElement (long delayTime, String taskName) {
this.delayTime = delayTime;
this.taskName = taskName;
expire = now() + delayTime;
}
final long now () {
return System.currentTimeMillis();
}
// 剩余时间 = 到期时间 - 当前时间
@Override
public long getDelay (TimeUnit unit) {
return unit.convert(expire - now(), TimeUnit.MILLISECONDS);
}
@Override
public int compareTo (Delayed o) {
return (int) (getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
}
@Override
public String toString () {
final StringBuilder res = new StringBuilder("DelayedElement [ ");
res.append("delay = ").append(delayTime);
res.append(", expire = ").append(expire);
res.append(", taskName = '").append(taskName).append(''');
res.append(" ] ");
return res.toString();
}
}
public static void main (String[] args) {
// 创建 delayQueue 队列
DelayQueue<DelayedElement> delayQueue = new DelayQueue<>();
// 创建延迟任务
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
DelayedElement element = new DelayedElement(random.nextInt(500), "task: " + i);
delayQueue.offer(element);
}
// 依次取出任务并打印
DelayedElement ele = null;
try {
for (; ; ) {
while ((ele = delayQueue.take()) != null) {
System.out.println(ele);
}
}
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 打印结果
DelayedElement [ delay = 2, expire = 1611995426061, taskName = 'task: 4' ]
DelayedElement [ delay = 52, expire = 1611995426111, taskName = 'task: 2' ]
DelayedElement [ delay = 80, expire = 1611995426139, taskName = 'task: 5' ]
DelayedElement [ delay = 132, expire = 1611995426191, taskName = 'task: 0' ]
DelayedElement [ delay
= 174, expire = 1611995426233, taskName = 'task: 9' ]
DelayedElement [ delay = 175, expire = 1611995426234, taskName = 'task: 7' ]
DelayedElement [ delay = 326, expire = 1611995426385, taskName = 'task: 3' ]
DelayedElement [ delay = 447, expire = 1611995426506, taskName = 'task: 8' ]
DelayedElement [ delay = 452, expire = 1611995426511, taskName = 'task: 1' ]
DelayedElement [ delay = 486, expire = 1611995426545, taskName = 'task: 6' ]
实现了 compareTo 方法，定义比较规则为越早过期的排在队头。
实现了 getDelay 方法，计算公式为：剩余时间 = 到期时间 - 当前时间。
构造器
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DelayQueue 构造器相比于前几个，就显得非常 easy 了。
public DelayQueue() {}
public DelayQueue(Collection<? extends E> c) {
this.addAll(c);
}
void put(E e)
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因为 DelayQueue 是无界队列，不会因为边界问题产生阻塞，因此 put 操作和 offer 操作是一样的。
public void put(E e) {
offer(e);
}
public boolean offer(E e) {
// 获取独占锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 加入优先队列里
q.offer(e);
// 判断堆顶元素是不是刚刚插入的元素
// 如果判断为 true，说明当前这个元素是将最先过期
if (q.peek() == e) {
// 重置 leader 线程为 null
leader = null;
// 激活 available 变量条件队列中的一个线程
available.signal();
}
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
E take()
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take 方法将会获取并移除队列里面延迟时间过期的元素?，如果队列里面没有过期元素则陷入等待。
public E take() throws InterruptedException {
// 获取独占锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
for (;;) {
// 瞅一瞅谁最快过期
E first = q.peek();
// 队列为空，则将当前线程置入 available 的条件队列中，直到里面有元素
if (first == null)
available.await();
else {
// 看下还有多久过期
long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
// 哇，已经过期了，就移除它并返回
if (delay <= 0)
return q.poll();
first = null; // don't retain ref while waiting
// leader 不为 null 表示其他线程也在执行 take
// 则将当前线程置入 available 的条件队列中
if (leader != null)
available.await();
else {
// 如果 leader 为 null，则选择当前线程作为 leader 线程
Thread thisThread = Thread.currentThread();
leader = thisThread;
try {
// 等待 delay 时间，时间到之后，会出条件队列，继续竞争锁
available.awaitNanos(delay);
} finally {
if (leader == thisThread)
leader = null;
}
还未添加个人签名 2021.11.08 加入
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