Thinking in Java学习笔记 DelayQueue和Delayed接口

本文介绍了一个基于Java的延迟任务处理机制。通过实现Delayed接口并利用DelayQueue,可以按指定延迟执行任务。静态类EndSentinel用于标记所有任务完成,并通过ExecutorService.shutdownNow()停止线程池。

DelayedTask线程要实现Delayed接口的getDelay()和compareTo()方法,放入DelayQueue队列后,通过take()方法取出时,可根据compareTo方法制定的顺序来优先取出线程执行


静态类EndSentinel负责遍历所有的线程,其设置的trigger最大,最后被执行时调用ExecutorService.shutdownNow(),来结束线程的执行




package com.test.concurrent;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DelayedQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Random rand=new Random(47);
		DelayQueue<DelayedTask> queue=new DelayQueue<DelayedTask>();
		ExecutorService exec=Executors.newCachedThreadPool();
		for(int i=0;i<20;i++){
			queue.put(new DelayedTask(rand.nextInt(5000)));
		}
		queue.add(new DelayedTask.EndSentinel(5000, exec));
		exec.execute(new DelayedTaskConsumer(queue));
	}

}

class DelayedTask implements Delayed, Runnable{
	private static int counter=0;
	private final int id=counter++;
	private final int delta;
	private final long trigger;
	protected static List<DelayedTask> sequence=new ArrayList<DelayedTask>();
	public DelayedTask(int delayInMilliseconds){
		delta=delayInMilliseconds;
		trigger=System.nanoTime()+java.util.concurrent.TimeUnit.NANOSECONDS.convert(delta,java.util.concurrent.TimeUnit.MILLISECONDS);
		sequence.add(this);
	}
	@Override
	public int compareTo(Delayed o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		DelayedTask that=(DelayedTask)o;
		if(this.trigger>that.trigger)
			return 1;
		if(this.trigger<that.trigger)
			return -1;
		return 0;
	}

	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(this+"  is running");
	}
	public String toString(){
		return "  Task:"+id+" delta:"+delta;
	}
	public String summary(){
		return " id:"+id+"  delta:"+delta;
	}

	@Override
	public long getDelay(TimeUnit unit) {
		// TODO Auto-generated method stub
		return unit.convert(trigger-System.nanoTime(), java.util.concurrent.TimeUnit.NANOSECONDS);
	}
	public static class EndSentinel extends DelayedTask{
		private ExecutorService exec;
		public EndSentinel(int delayInMilliseconds,ExecutorService exec) {
			super(delayInMilliseconds);
			this.exec=exec;
		}
		public void run(){
			for(DelayedTask dt:sequence){
				System.out.println(dt.summary()+"  ");
			}
			System.out.print(' ');
			System.out.println(this+" Calling ShutdownNow()");
			exec.shutdownNow();
		}
	}
}
class DelayedTaskConsumer implements Runnable{
	private DelayQueue<DelayedTask> dq;
	public DelayedTaskConsumer(DelayQueue<DelayedTask> q){
		dq=q;
	}
	@Override
	public void run(){
		try {
			while(!Thread.interrupted()){
				dq.take().run();
			}
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("finished delayedtask consume!!!!!");
	}
}


### Java 中 `DelayQueue` 使用方法及示例 #### 1. 基本概念 `DelayQueue` 是 Java 并发包 (`java.util.concurrent`) 提供的一种特殊的无界阻塞队列,仅当延迟期满时才能从中提取元素。该队列中的对象必须实现 `Delayed` 接口,以便定义其延迟时间[^4]。 #### 2. 实现自定义的 `Delayed` 对象 为了使用 `DelayQueue`,需要创建一个实现了 `Delayed` 接口的对象类。下面是一个简单的例子: ```java import java.util.concurrent.Delayed; import java.util.concurrent.TimeUnit; class Message implements Delayed { private final long id; private final String body; private final long startTime; public Message(long id, String body, int delayInMilliseconds) { this.id = id; this.body = body; this.startTime = System.currentTimeMillis() + delayInmilliseconds; } @Override public long getDelay(TimeUnit unit) { return unit.convert(startTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS); } @Override public int compareTo(Delayed o) { if (this.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) < ((Message)o).getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS)) return -1; if (this.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) > ((Message)o).getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS)) return 1; return 0; } public long getId(){ return id; } public String getBody(){ return body; } } ``` 这段代码展示了如何通过重写 `getDelay()` `compareTo()` 方法来控制消息何时可以从队列中取出[^1]。 #### 3. 创建并操作 `DelayQueue` 接下来展示了一个生产者-消费者模式的例子,在这个例子中,`Consumer` 类不断地尝试从 `DelayQueue` 中取回已经过期的消息,并打印出来。 ```java package com.delqueue; import java.util.concurrent.DelayQueue; public class Consumer implements Runnable { private DelayQueue<Message> queue; public Consumer(DelayQueue<Message> queue) { this.queue = queue; } @Override public void run() { while (true) { try { Message take = queue.take(); System.out.println("消费消息id:" + take.getId() + " 消息体:" + take.getBody()); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); break; } } } } ``` 这里需要注意的是,`take()` 方法会一直等待直到有可用的数据项被加入到队列中,而不会立即返回 null 或抛出异常;因此不需要担心因为空指针而导致的问题[^3]。 #### 4. 应用场景 由于 `DelayQueue` 只允许访问那些已达到它们设定好的延迟期限的任务/数据条目,所以非常适合用来处理定时任务调度、缓存清理等业务逻辑需求。
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