DelayQueue是什么
- DelayQueue 是一个支持延时获取元素的阻塞队列。
- 内部采用优先队列 PriorityQueue 存储元素，同时元素必须实现 Delayed 接口；
- 在创建元素时可以指定多久才可以从队列中获取当前元素，只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。
DelayQueue的使用场景
- 商城订单超时关闭。
- 异步短信通知功能。
- 关闭空闲连接。服务器中，有很多客户端的连接，空闲一段时间之后需要关闭。
- 缓存过期清除。缓存中的对象，超过了存活时间，需要从缓存中移出。
- 任务超时处理。在网络协议滑动窗口请求应答式交互时，处理超时未响应的请求。
DelayQueue的特点
- 不是先进先出，而是会按照延迟时间的长短来排序，下一个即将执行的任务会排到队列的最前面。
- 使用的锁：ReentrantLock。
- 使用的数据结构：PriorityQueue。与PriorityBlockingQueue类似，不过没有阻塞功能。
- 阻塞的对象：Condition available
DelayQueue的入队出队逻辑
- 入队：不阻塞，无界队列，与优先级队列入队相同，available。
- 出队：为空时阻塞。不为空时检查堆顶元素过期时间，小于等于0则出队，大于0，说明没过期，则阻塞。
DelayQueue的数据结构源码分析
// 用于保证队列操作的线程安全
private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 优先级队列,存储元素，用于保证延迟低的优先执行
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
// 用于标记当前是否有线程在排队（仅用于取元素时）:leader指向的是第一个从队列获取元素阻塞的线程
private Thread leader = null;
// 条件，用于表示现在是否有可取的元素:当新元素到达，或新线程可能需要成为leader时被通知
private final Condition available = lock.newCondition();
DelayQueue的构造方法源码分析
/**
* 无参构造，什么也不做
*/
public DelayQueue() {}
/**
* 有数据需要初始化的构造方法。
*/
public DelayQueue(Collection<? extends E> c) {
this.addAll(c);
}
/**
* 添加全部元素
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
// 添加的元素为空，抛异常
if (c == null)
throw new NullPointerException();
// 传入的是当前对象，抛异常
if (c == this)
throw new IllegalArgumentException();
// 定义修改的标志
boolean modified = false;
for (E e : c)
// 添加元素
if (add(e))
// 添加成功，修改标志
modified = true;
// 返回修改的标志
return modified;
}
DelayQueue的入队方法源码分析
/**
* DelayQueue的入队方法
*/
public void put(E e) {
offer(e);
}
/**
* 有返回值的入队方法
*/
public boolean offer(E e) {
// 得到当前队列的锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 获取锁
lock.lock();
try {
// 调用优先级队列的offer操作
q.offer(e);
// 调用优先级队列的窥探操作：入队的元素位于队列头部，说明当前元素延迟最小
if (q.peek() == e) {
// 将 leader 置空
leader = null;
// available条件队列转同步队列,准备唤醒阻塞在available上的线程
available.signal();
}
// 返回入队成功
return true;
} finally {
// 解锁，真正唤醒阻塞的线程
lock.unlock();
}
}
DelayQueue的出队方法源码分析
/**
* DelayQueue的出队方法
*/
public E take() throws InterruptedException {
// 得到当前队列的锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 获取锁操作：优先响应中断
lock.lockInterruptibly();
try {
for (;;) {
// 取出堆顶元素( 最早过期的元素，但是不弹出对象)
E first = q.peek();
// 如果堆顶元素为空，说明队列中还没有元素，直接阻塞等待
if (first == null)
available.await();
else {
// 得到堆顶元素的到期时间
long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
if (delay <= 0)
// 如果小于0说明已到期，直接调用poll()方法弹出堆顶元素
return q.poll();
// 下面的逻辑是delay大于0 ，要阻塞了
// 将first置为空方便gc
first = null; // don't retain ref while waiting
// 如果有线程争抢的Leader线程，则进行无限期等待。
if (leader != null)
available.await();
else {
// 如果leader为null，把当前线程赋值给它
Thread thisThread = Thread.currentThread();
leader = thisThread;
try {
// 等待剩余等待时间
available.awaitNanos(delay);
} finally {
// 如果leader还是当前线程就把它置为空，让其它线程有机会获取元素
if (leader == thisThread)
leader = null;
}
}
}
}
} finally {
// 成功出队后，如果leader为空且堆顶还有元素，就唤醒下一个等待的线程
if (leader == null && q.peek() != null)
// available条件队列转同步队列,准备唤醒阻塞在available上的线程
available.signal();
// 解锁，真正唤醒阻塞的线程
lock.unlock();
}
}
结束语
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