Java併發程式設計延時任務佇列的實現原理

優先順序佇列delayedworkqueue

delayedworkqueue用來存放將要執行的任務，其資料結構為有序二叉堆。

有序二叉堆的特點：

所有根結點必定不大於其兩個葉子節點

任意結點的子節點的索引位置是其本身索引位置乘2後+1

任意結點的父節點的索引位置是該結點的索引位置-1後除2並向下取整

當新新增元素時，加入到陣列的尾部，後面我們結合**分析新增過程delayedworkqueue按照任務超時時間公升序排序，原因是為了將即將要執行的任務放在盡量靠前的位置。下面分析新增操作:

public
boolean
offer
(runnable x)
else
if(queue[0]
== e)
}finally
return
true
;}

在呼叫此方法之前已經把任務封裝為runnablescheduledfuture型別，說白了其內部就是多了乙個執行時間，並且重寫了compareto方法。繼續看siftup()的實現，引數i為陣列的下標。

private
void
siftup
(int k, runnablescheduledfuture<
?> key)
queue[k]
= key;
setindex
(key, k)
;}

找到新元素的父節點，然後和父元素進行比較，如果新元素大於大於父節點（compareto）直接返回，否則和父元素進行交換。獲取元素有三種方式，poll()、take()、poll(long timeout, timeunit unit),分別為立即獲取、等待獲取、超時等待獲取。這裡主要分析等待獲取take方法。

public runnablescheduledfuture<
?>
take()
throws interruptedexception 
finally}}
}}finally
}

注意一點leader變數表示正在獲取頭元素的執行緒，在**[1]處的判斷是什麼意思？假設佇列現在是空的，這是執行緒a進入，發現first為null會呼叫await方法，進入等待佇列。這是他會釋放鎖，有任務加入。就在此時執行緒b和執行緒a同時競爭鎖，但是執行緒b獲得了鎖，在**[2]處等待一定時間同時釋放鎖，但是執行緒a不一定會被喚醒，除非在b睡眠的時候有任務加入。很巧，此時執行緒a競爭到了鎖，來到[1]處，leader不為null，再次進入await。直到執行緒b執行完畢，呼叫了signal方法。

如果任務過期或者到達執行時間返回任務，並且重新組織二叉排序堆

private runnablescheduledfuture<
?>
finishpoll
(runnablescheduledfuture<
?> f)
private
void
siftdown
(int k, runnablescheduledfuture<
?> key)
queue[k]
= key;
// 將key賦值剛給右節點
setindex
(key, k)
;}

陣列的大小減1，獲取最後乙個節點同時置位null，呼叫siftdown方法，入參為0和最後乙個節點。

scheduledthreadpoolexecutor

scheduledthreadpoolexecutor 計畫任務執行緒池，這裡就不介紹他的具體使用方式了。其內部有兩個重要的內部類，delayedworkqueue和scheduledfuturetask。先看一下schedule方法。

public scheduledfuture<
?>
schedule
(runnable command,
long delay, timeunit unit)

schedule方法的作用是將定時任務封裝為runnablescheduledfuture型別，並新增值阻塞佇列中。至於何時呼叫，回想執行緒池中分析過，gettask方法:

private runnable gettask()
catch
(interruptedexception retry)
}

執行poll或者take時會阻塞到任務的執行時間。

總結：

計畫任務的延時和阻塞功能是在延時佇列中實現。

文中沒有詳細的描述scheduledfuturetask類，該類是對任務的封裝，並且scheduleatfixedrate的也是通過該類實現的，當任務執行完成之後，會再次新建乙個任務，加入到延時佇列中，這樣就可以重複的執行任務了。

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系統的定時任務和延時任務

Linux中的延時任務以及定時任務

Linux下的定時任務與延時任務

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