DelayQueue 源码分析
摘要:
- DelayQueue 的应用场景
- DelayQueue 实现原理
TOP 带着问题看源码
- DelayQueue 的应用场景
- DelayQueue 实现原理
1. 基本介绍
我们先来看一下它的实现类图，它实现了 Delayed、BlockingQueue 接口和 AbstractQueue 基础类，从实现的功能上看，它首先是一个阻塞队列，然后 Delayed 接口是标记给定延迟后执行的对象，结合类名也可以大致的分析出：DelayQueue 是一个 延时阻塞 队列
2. 成员变量分析
// 保证线程安全的锁
private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 优先队列
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
// 标记取元素时是否有线程在排队
private Thread leader = null;
// 是否可取的条件变量
private final Condition available = lock.newCondition();3. 核心方法分析
3.1 入队操作
3.1.1 offer(E e)
入队逻辑很简单：
- 把数据加入到优先队列里
- 如果添加的元素是堆顶元素 2.1 leader 置空 2.2 唤醒 “可取” 条件队列的线程
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();
}
}3.2 出队操作
3.2.1 poll()
出队非阻塞API，核心逻辑就是：
- 检查堆顶元素，如果为空或者还没到期呢，返回 null
- 否则返回取出堆顶元素
public E poll() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
E first = q.peek();
if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0)
return null;
else
return q.poll();
} finally {
lock.unlock();
}
}3.2.2 take()
出队阻塞API，核心逻辑就是：
- 检查堆顶元素，如果为空就等待添加元素时候被唤醒重试
- 如果不为空，并且已经过期就直接取出来，没过期并且前面没有线程等待，就等待超时时间后唤醒重试
- 每次取完都会唤醒 “可取” 条件队列的线程
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
for (;;) {
// 堆顶元素
E first = q.peek();
// 为空，等待被唤醒
if (first == null)
available.await();
// 堆顶不为空
else {
// 获取元素的超时时间
long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
// 已过期就取走
if (delay <= 0)
return q.poll();
// 没过期往下走
// 这里设置为 null 是放在还有别的线程持有没有释放导致内存泄漏
first = null; // don't retain ref while waiting
// 校验是否有等待线程，有就等待leader线程取完或有新加入的元素唤醒它
if (leader != null)
available.await();
// 没有等待线程，就把自己设置为等待线程，然后等待超时时间唤醒重试
else {
Thread thisThread = Thread.currentThread();
leader = thisThread;
try {
available.awaitNanos(delay);
} finally {
// 唤醒后就把 leader 置空
if (leader == thisThread)
leader = null;
}
}
}
}
} finally {
// 没有等待线程并且队列还有数据，就唤醒下一个线程来取
if (leader == null && q.peek() != null)
available.signal();
lock.unlock();
}
}回到问题 TOP 2 ，通过对入队列和出队列的分析，其实现原理想必已经明白，就是在队列的基础上增加了时间维度的优先级，然后通过锁和条件变量来控制取/放流程。
4. 总结
和我们开头分析的一样，DelayQueue是一个 阻塞延时且无界 的队列，它使用的是优先级队列+时间维度来实现。回到问题 TOP 1 延时队列场景主要适用于定时任务，但是对于内存中的延时队列往往不能用于重要的业务场景(毕竟还是内存队列，宕机了就没咯)，所以可以应用于一些基础类库，不太重要的业务定时清理和处理等。
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原始发表：2020-01-06，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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