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[转] Java 无界阻塞队列 DelayQueue 入门实战

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原文出处:http://cmsblogs.com/ 『chenssy

DelayQueue是一个 支持延时获取元素的无界阻塞队列。上方的元素完全也有“可延期”的元素,列头的元素是最先“到期”的元素,机会队列上方不到 元素到期,是不到从列头获取元素的,哪怕有元素只是行。也只是说不到在延迟期到时才都都还都能能从队列中取元素。

DelayQueue主要用于一个 方面:

  • 缓存:清掉缓存中超时的缓存数据
  • 任务超时处理

DelayQueue

DelayQueue实现的关键主要有如下2个:

  1. 可重入锁ReentrantLock
  2. 用于阻塞和通知的Condition对象
  3. 根据Delay时间排序的优先级队列:PriorityQueue
  4. 用于优化阻塞通知的任务管理器元素leader

ReentrantLock、Condition这兩个 对象就不都要阐述了,他是实现整个BlockingQueue的核心。PriorityQueue是一个 支持优先级任务管理器排序的队列(参考【死磕Java并发】-----J.U.C之阻塞队列:PriorityBlockingQueue),leader上方阐述。这里亲戚亲戚.我.我.我儿先来了解Delay,他是实现延时操作的关键。

Delayed

Delayed接口是用来标记哪些应该在给定延迟时间前会执行的对象,它定义了一个 long getDelay(TimeUnit unit)法律妙招,该法律妙招返回与此对象相关的的剩余时间。一起实现该接口的对象都要定义一个 compareTo 法律妙招,该法律妙招提供与此接口的 getDelay 法律妙招一致的排序。

public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {
    long getDelay(TimeUnit unit);
}

咋样使用该接口呢?上方说的非常清楚了,实现该接口的getDelay()法律妙招,一起定义compareTo()法律妙招即可。

内控 行态

先看DelayQueue的定义:

    public class DelayQueue<E extends Delayed> extends AbstractQueue<E>
            implements BlockingQueue<E> {
        /** 可重入锁 */
        private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
        /** 支持优先级的BlockingQueue */
        private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
        /** 用于优化阻塞 */
        private Thread leader = null;
        /** Condition */
        private final Condition available = lock.newCondition();

        /**
         * 省略只是代码
         */
    }

看完DelayQueue的内控 行态就对上方2个关键点一目了然了,否则这里有这名都要注意,DelayQueue的元素都都要继承Delayed接口。一起也都都还都能能 从这里初步理清楚DelayQueue内控 实现的机制了:以支持优先级无界队列的PriorityQueue作为一个 容器,容器上方的元素都应该实现Delayed接口,在每次往优先级队列中加进元素时以元素的过期时间作为排序条件,最先过期的元素倒入优先级最高。

offer()

    public boolean offer(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            // 向 PriorityQueue中插入元素
            q.offer(e);
            // 机会当前元素的对首元素(优先级最高),leader设置为空,唤醒所有等候任务管理器
            if (q.peek() == e) {
                leader = null;
                available.signal();
            }
            // 无界队列,永远返回true
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

offer(E e)只是往PriorityQueue中加进元素,具体都都还都能能 参考(【死磕Java并发】-----J.U.C之阻塞队列:PriorityBlockingQueue)。整个过程还是比较简单,否则在判断当前元素有无为对首元素,机会是语句则设置leader=null,这是非常关键的一个 步骤,上方阐述。

take()

    public E take() throws InterruptedException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            for (;;) {
                // 对首元素
                E first = q.peek();
                // 对首为空,阻塞,等候off()操作唤醒
                if (first == null)
                    available.await();
                else {
                    // 获取对首元素的超时时间
                    long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
                    // <=0 表示已过期,出对,return
                    if (delay <= 0)
                        return q.poll();
                    first = null; // don't retain ref while waiting
                    // leader != null 证明有这名任务管理器在操作,阻塞
                    if (leader != null)
                        available.await();
                    else {
                        // 否则将leader 设置为当前任务管理器,独占
                        Thread thisThread = Thread.currentThread();
                        leader = thisThread;
                        try {
                            // 超时阻塞
                            available.awaitNanos(delay);
                        } finally {
                            // 释放leader
                            if (leader == thisThread)
                                leader = null;
                        }
                    }
                }
            }
        } finally {
            // 唤醒阻塞任务管理器
            if (leader == null && q.peek() != null)
                available.signal();
            lock.unlock();
        }
    }

首先是获取对首元素,机会对首元素的延时时间 delay <= 0 ,则都都还都能能 出对了,直接return即可。否则设置first = null,这里设置为null的主要目的是为了处理内存泄漏。机会 leader != null 则表示当前有任务管理器占用,则阻塞,否则设置leader为当前任务管理器,否则调用awaitNanos()法律妙招超时等候。

first = null

这里为哪些机会不设置first = null,则会引起内存泄漏呢?任务管理器A到达,列首元素不到 到期,设置leader = 任务管理器A,这是任务管理器B来了机会leader != null,则会阻塞,任务管理器C一样。若果任务管理器阻塞完毕了,获取列首元素成功,出列。这名前会列首元素应该会被回收掉,否则疑问是它还被任务管理器B、任务管理器C持有着,只是越多回收,这里不到一个 任务管理器,机会有任务管理器D、任务管理器E...呢?之前 会无限期的不到回收,就会造成内存泄漏。

这名入队、出对过程和这名的阻塞队列不到 很大区别,无非是在出对的前会增加了一个 到期时间的判断。一起通过leader来减少未必要阻塞。

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