【JAVA】延迟队列DelayQueue的应用

戴陵FL

已于 2022-06-06 11:12:06 修改

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分类专栏： JAVA 文章标签： java 后端消息队列并发

于 2022-02-14 12:08:03 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_41755556/article/details/122705184

版权

最近在开发CRM管理系统时遇到一个需求：销售部门的人员在使用该系统时，可以从【线索公海】模块中 “领取” 潜在的客户线索到自己的【线索私海】模块中，成为自己私有的潜在客户线索，以便后期进行跟踪、开发，同时，也可以主动放弃该线索，将线索 “释放” 回【线索公海】中，若开发成功，则客户进入【客户私海】模块中，成为自己的潜在客户，若这时不想继续开发这个客户了，进行 “释放”，则该客户进入【客户公海】中以供所有销售进行 “领取”，谁领取到了，就进入相应销售的【客户私海】中

在这个基础上，我们希望实现这样一个功能：
用户在领取了线索后，若24小时内没有将线索成功开发为自己的潜在客户，则自动释放使之成为公海线索，并且48小时内冻结该线索（无法领取），同样，潜在客户60天内没有开发成正式客户，则自动释放该客户资源到公海中，同样是48小时内不能被重新认领

在这个场景下，我想到了DelayQueue

DelayQueue介绍

简单来说，DelayQueue是一个根据元素的到期时间来排序的队列，而并非是一般的队列那样先进先出，最快过期的元素排在队首，越晚到期的元素排得越后
使用时，元素必须实现Delayed接口，生产者线程往队列里添加元素时，会触发Delayed接口中的compareTo方法进行排序，消费者线索获取元素时，会调用Delayed接口中的getDelay方法来检查队首元素是否到期，getDelay方法返回的是离到期时间剩余的时间值，若getDelay返回的值小０或者等于０，则表示已到期，消费者线程取出进行消费，若getDelay方法返回的值大于0，则消费者线程会被阻塞，wait返回的时间值后，再从队列头部取出元素进行消费

数据结构

阅读DelayQueue的源码
在这里插入图片描述
可以看到它包含了:
一个PriorityQueue——PriorityQueue是一个优先级队列，它是一个没有阻塞功能的Queue，也就是说DelayQueue底层通过PriorityQueue来实现元素的存储

一个ReentrantLock锁

一个线程leader——DelayQueue使用类似Leader-Followr模式，即消费者线程要获取元素时，若元素还没过期，则消费者线程阻塞等待的时间即元素的剩余过期时间，即消费者线程等待的元素保证是最先过期的元素，这样消费者线程可以尽量把时间花在处理任务上，最小化空等的时间，以提高线程的利用效率

一个阻塞的条件Condition——实现出队时阻塞的功能

特性

DelayQueue是一个无界队列，因此入队时不会阻塞，与优先级队列入队相同
DelayQueue的特性主要在出队上
出队时：
1.若队列为空，则阻塞
2.若不为空，则检查堆顶的元素是否过期，剩余过期时间小于等于0则出队，若大于0，则：判断当前有无消费者线程作为leader正在等待获取元素，若leader不为null，则直接阻塞，若leader为null，则将当前消费者线程设为leader，并按照最早过期的时间进行阻塞

示意图：
在这里插入图片描述
过了2s后，元素5到期了，唤醒消费者线程1并获取元素5进行消费
同时把消费者线程2设为leader，此时元素4为堆顶元素，2s后到期，所以消费者线程2的阻塞时间设置为2s

又过了2s，元素4到期，唤醒消费者线程2并获取元素4进行消费
消费者线程1继续处理元素5
在这里插入图片描述
继续过2s后，若此时消费者线程1或者消费者线程2处理完任务，则继续获取元素进行消费，并且元素3刚刚好到期了
若此时两个线程都没有处理完任务，则会出现元素3到期了，但是没有消费者来取出消费，同时，队列中不断有新的元素入队，就会造成任务延期，队列会越来越大，元素延迟处理的时间会越来越长

假设此时又过了2s，还是没有消费者线程空下来：
在这里插入图片描述
因此，若任务处理时间较长，任务增长速度快，且到期时间较集中，则需要加快消费者线程处理任务的速度和增加消费者线程数量，否则就会造成任务延期越来越长，反之，也不能盲目增加消费者线程数量，数量太多导致资源浪费

实例

结合项目需求，使用DelayQueue来实现线索、客户的超时功能
（1）创建任务类：DelayTask.java，实现Delayed接口，作为延迟队列中的元素，然后只需将线索类、客户类继承该类

@Data
public class DelayTask implements Delayed {
   

    /**
     * 开始计时时间 不设置则默认为当前系统时间
     */
    private transient Date taskStartTime = new Date();
    /**
     * 过期时间 不设置则默认1分钟
     */
    private transient long taskExpiredTime = 60 * 1000;

    /**
     * 初始设置开始计时时间
     * taskStartTime 开始时间 [String] [yyyy-MM-dd HH:mm:ss]
     * taskExpiredTime 过期时间 [long] 单位：s
     * @param taskStartTime
     * @param taskExpiredTime
     */
    public void initTaskTime(String taskStartTime, long taskExpiredTime) {
   
        if(Assert.notEmpty(taskStartTime)) {
   
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            try {
   
                this.taskStartTime = sdf.