Java線程池隊列中的延遲隊列DelayQueue怎么使用

今天小編給大家分享一下Java線程池隊列中的延遲隊列DelayQueue怎么使用的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

在阻塞隊里中，除了對元素進行增加和刪除外，我們可以把元素的刪除做一個延遲的處理，即使用DelayQueue的方法。本文就來和大家聊聊Java線程池隊列中的DelayQueue—延遲隊列 

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延遲隊列

類似于PriorityBlockingQueue，是二叉堆實現的無界優先級阻塞隊列。要求元素都實現Delayed 接口，通過執行時延從隊列中提取任務，只有在延遲期滿后才能從中提取元素。DelayQueue的泛型參數需要實現Delayed接口，Delayed接口繼承了Comparable接口，DelayQueue內部使用非線程安全的優先隊列（PriorityQueue），并使用Leader/Followers模式，最小化不必要的等待時間。DelayQueue不允許包含null元素。

public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {

    /**
     * 返回與此對象關聯的剩余延遲（給定的時間單位）。
     * @param unit 時間單位
     * @返回剩余延遲；零值或負值表示 延遲已過期
     */
    long getDelay(TimeUnit unit);
}

DelayQueue使用場景

緩存系統的設計：可以用DelayQueue保存緩存元素的有效期，使用一個線程循環查詢DelayQueue，一旦能從DelayQueue中獲取元素時，表示緩存有效期到了。

定時任務調度：使用DelayQueue保存當天將會執行的任務和執行時間，一旦從DelayQueue中獲取到任務就開始執行，從比如TimerQueue就是使用DelayQueue實現的。

DelayQueue屬性

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

//DelayQueue的實現依賴于PriorityQueue(優先隊列)
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();

//第一個等待某個延時對象的線程，在延時對象還沒有到期時其他線程看到這個leader不為null，那么就直接wait
//主要是為了避免大量線程在同一時間點喚醒，導致大量的競爭，反而影響性能
private Thread leader = null;

//條件隊列，用于wait線程
private final Condition available = lock.newCondition();

DelayQueue構造方法

//從上面屬性就可以看出，DelayQueue采用了餓漢模式，調用構造方法即創建了隊列實例
public DelayQueue() {}

/**
 * 創建一個DelayQueue，最初包含給定的Collection實例集合。
 * @param c 最初包含的元素集合
 */
public DelayQueue(Collection<? extends E> c) {
    this.addAll(c);
}

實現Delayed接口使用示例

class MyDelay<T> implements Delayed {

    long delayTime; // 延遲時間
    long expire; // 過期時間
    T data;

    public MyDelay(long delayTime, T t) {
        this.delayTime = delayTime;
        // 過期時間 = 當前時間 + 延遲時間
        this.expire = System.currentTimeMillis() + delayTime;
        data = t;
    }

    /**
     * 剩余時間 = 到期時間 - 當前時間
     */
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    /**
     * 優先級規則：兩個任務比較，時間短的優先執行
     */
    @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, "第一次添加任務"));
        queue.add(new MyDelay(3, "第二次添加任務"));
        queue.add(new MyDelay(5, "第三次添加任務"));

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

DelayQueue總結

DelayQueue其實采用了裝飾器模式，在對PriorityQueue進行包裝下增加了延時時間獲取元素的功能，其主要特點歸納如下：

• DelayQueue是一個無界阻塞隊列，隊列內部使用PriorityQueue來實現

• 進入隊列的元素必須實現Delayed接口，在創建元素時可以指定多久才能從隊列中獲取當前元素，只有在延遲期滿時才能從中提取元素

• 該隊列頭部是延遲期滿后保存時間最長的Delayed元素

• 如果沒有延遲未過期元素，且隊列沒有頭部，并且poll將返回null

• 當一個元素的getDelay（TimeUnit.NANOSECONDS）方法返回一個小于等于0的值時，表示該元素已過期

• 無法使用poll或take移除未到期的元素，也不會將這些元素作為正常元素對待；例如：size方法返回到期和未到期元素的計數之和

• 此隊列不允許使用null元素

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