记录Delay延时队列的使用

记录Delay延时队列的使用

• 场景
• • 延时队列DelayQueue
  • 源码
  • 结合springboot简单应用

场景

在公司业务场景中，偶然出现了一个量较小的需求：在某个业务系统处理完成之后，需要做一个临时操作，例如：用户申请某web网页账号后给用户指定账号发送一份邮件提示用户账号已开通… 等等，如果跟业务系统耦合，会影响到业务处理的速度，本来想用MQ做一个队列处理消息，但是系统消息量不大，尝试使用原生API DelayQueue延时队列实现。

延时队列DelayQueue

java.util包中提供了现成的轮子，先扒一个main示例跑一下效果。

 

最直观的表现是用random随机创建时间，出队列的时间却根据设置时间顺序执行，扒一下源码看一下。

// An highlighted block
public class DelayQueue<E extends Delayed> extends AbstractQueue<E>
    implements BlockingQueue<E>

 

入列元素需要实现Delayed接口 ，接口提供了以下几个方法：

 @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
//        return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(),unit);
        return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
//        long delta = getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
//        return (int) delta;
        return (int)(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (o instanceof DelayTask){
            return String.valueOf(this.data.getIdentifier()).equals(String.valueOf(((DelayTask) o).getData().getIdentifier()));
        }
        return false;
    }

 

其中getDelay是其中最核心的方法，在上面main示例中，delay是一个延时队列，它在初始化init时是一个阻塞等待的线程，getDelay调用时，队列中元素会判断当前任务是否已经达到过期时间，如果过期我们才可以通过take取出元素。
我们在自定义Delay元素时，需要指定一个过期时间戳

private final long delayTime; //延迟时间
    private final long expire;  //到期时间
    private String data;   //数据

    //通过构造，设置过期时间 ，默认单位为毫秒 如果修改时间单位，使用TimeUnit.MILLISECONDS 去设置时间类型
    public DelayTask(long delay, String data) {
        delayTime = delay;
        this.data = data;
        expire = System.currentTimeMillis() + delay; 
    }

 

在我们添加元素时，根据重写compareTo方法，队列会根据返回值进行排序。

 

源码

    private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();//获取锁
    private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();//队列
    private Thread leader = null;//最快出队列的阻塞元素

    public boolean add(E e) {
            return offer(e);
        }
    public boolean offer(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            q.offer(e);
            if (q.peek() == e) {
                leader = null;
                available.signal();
            }
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void put(E e) {
        offer(e);
    }

能看出，所有提供的入列方法，其实最后都调用了offer()，先获取锁，给线程上锁，加入元素时判断加入的元素是否为最头元素，leader设置为空并唤醒线程。

public E take() throws InterruptedException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            for (;;) {
                E first = q.peek();
                if (first == null)
                    available.await();
                else {
                    long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
                    if (delay <= 0)
                        return q.poll();
                    first = null; // don't retain ref while waiting
                    if (leader != null)
                        available.await();
                    else {
                        Thread thisThread = Thread.currentThread();
                        leader = thisThread;
                        try {
                            available.awaitNanos(delay);
                        } finally {
                            if (leader == thisThread)
                                leader = null;
                        }
                    }
                }
            }
        } finally {
            if (leader == null && q.peek() != null)
                available.signal();
            lock.unlock();
        }
    }
    
    public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        long nanos = unit.toNanos(timeout);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            for (;;) {
                E first = q.peek();
                if (first == null) {
                    if (nanos <= 0)
                        return null;
                    else
                        nanos = available.awaitNanos(nanos);
                } else {
                    long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
                    if (delay <= 0)
                        return q.poll();
                    if (nanos <= 0)
                        return null;
                    first = null; // don't retain ref while waiting
                    if (nanos < delay || leader != null)
                        nanos = available.awaitNanos(nanos);
                    else {
                        Thread thisThread = Thread.currentThread();
                        leader = thisThread;
                        try {
                            long timeLeft = available.awaitNanos(delay);
                            nanos -= delay - timeLeft;
                        } finally {
                            if (leader == thisThread)
                                leader = null;
                        }
                    }
                }
            }
        } finally {
            if (leader == null && q.peek() != null)
                available.signal();
            lock.unlock();
        }
    }

从队列中获取元素，如果获取到最前的元素，线程被阻塞，如果获取元素为null，则锁被释放。然后根据元素中getDelay方法获取一个int的返回值，这里就是我们构造中设置的过期时间，如果当前时间小于0，说明当前任务已经过期，我们可以取出过期元素；如果元素还在等待中，并且leader不为空，释放锁。
finally如果队列中还有元素且leader中没有阻塞元素时，全局释放锁。

结合springboot简单应用

public class DelayManager implements CommandLineRunner{} 
//创建一个外部管理类实现CommandLineRunner，重写run方法，这里实现runner是为了在springboot加载完成调用run方法时会启动队列

/*
**省略定义的add remove 等方法
*/
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        executorService.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                excuteThread();
            }
        });
//从队列中获取元素，一旦元素到期拿出元素处理
     while(true){
            try {
                DelayTask task = delayQueue.take();
                System.out.println(task.toString());
                processTask(task);//获取到任务后的具体业务处理
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                continue;
            }
        }

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