java 定时器线程池(ScheduledThreadPoolExecutor)的实现

前言

定时器线程池提供了定时执行任务的能力,即可以延迟执行,可以周期性执行。但定时器线程池也还是线程池,最底层实现还是ThreadPoolExecutor,可以参考我的另外一篇文章多线程–精通ThreadPoolExecutor。

特点说明

1.构造函数

 public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
 // 对于其他几个参数在ThreadPoolExecutor中都已经详细分析过了,所以这里,将不再展开
 // 这里我们可以看到调用基类中的方法时有个特殊的入参DelayedWorkQueue。
 // 同时我们也可以发现这里并没有设置延迟时间、周期等参数入口。
 // 所以定时执行的实现必然在DelayedWorkQueue这个对象中了。
  super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
    new DelayedWorkQueue());
 }

2.DelayedWorkQueue

DelayedWorkQueue是在ScheduledThreadPoolExecutor的一个内部类,实现了BlockingQueue接口
里面存放任务队列的数组如下:

private RunnableScheduledFuture<?>[] queue =
   new RunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];

我们分析过ThreadPoolExecutor,它从任务队列中获取任务的方式为poll和take两种,所以看一下poll和take两个方法的源码,回顾一下,ThreadPoolExecutor它会调用poll或take方法,先poll,再take,只要其中一个接口有返回就行

public RunnableScheduledFuture<?> poll() {
   final ReentrantLock lock = this.lock;
   lock.lock();
   try {
    RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];
    // 这里有个getDelay,这是关键点,获取执行延时时间
    // 但是如果我们有延时设置的话,这就返回空了,然后就会调用take方法
    if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0)
     return null;
    else
     return finishPoll(first);
   } finally {
    lock.unlock();
   }
  }

public RunnableScheduledFuture<?> take() throws InterruptedException {
   final ReentrantLock lock = this.lock;
   lock.lockInterruptibly();
   try {
    for (;;) {
     RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];
     if (first == null)
      available.await();
     else {
     // 获取延时时间
      long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
      if (delay <= 0)
       return finishPoll(first);
      first = null; // don't retain ref while waiting
      if (leader != null)
       available.await();
      else {
       Thread thisThread = Thread.currentThread();
       leader = thisThread;
       try {
       // 使用锁,执行延时等待。
       // 使用锁,执行延时等待。
       // 使用锁,执行延时等待。
        available.awaitNanos(delay);
       } finally {
        if (leader == thisThread)
         leader = null;
       }
      }
     }
    }
   } finally {
    if (leader == null && queue[0] != null)
     available.signal();
    lock.unlock();
   }
  }

3.RunnableScheduledFuture

在ScheduledThreadPoolExecutor内部有一个ScheduledFutureTask类实现了RunnableScheduledFuture,ScheduledFutureTask这个类采用了装饰者设计模式,在执行Runnable的方法基础上还执行了一些额外的功能。
我们需要特别注意几个参数period、time。

(1)time

首先看一下time的作用,可以发现time是用于获取执行延时时间的,也就是delay是根据time生成的

public long getDelay(TimeUnit unit) {
   return unit.convert(time - now(), NANOSECONDS);
  }

(2)period

这个参数不是说设置执行几个周期,而是用于判断是否需要按周期执行,以及执行周期,也就是本次执行与下次执行间隔的时间

// 判断是否需要按周期执行,如果周期设置成0,不是无间隔执行,而是只执行一次,这个需要特别注意
 public boolean isPeriodic() {
   return period != 0;
  }
 private void setNextRunTime() {
   long p = period;
   if (p > 0)
   // 这里将周期加给time,这样获取的延迟时间就是周期时间了。
    time += p;
   else
    time = triggerTime(-p);
  }

(3)执行

 public void run() {
   // 先判断是否为周期性的任务
   boolean periodic = isPeriodic();
   if (!canRunInCurrentRunState(periodic))
    cancel(false);
   else if (!periodic)
   // 如果不是周期性的,就执行调用父类的run方法,也就是构造函数中传入的Runnable对象的run方法。
    ScheduledFutureTask.super.run();
    // 在if的括号中先执行了任务
   else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) {
   // 如果是周期性的,就需要设置下次执行的时间,然后利用reExecutePeriodic方法,将任务再次丢入任务队列中。
   // 这里尤其需要注意的是if中的逻辑执行失败,如果没有捕捉异常,那么后面的逻辑就不会再执行了,也就是说中间有一次执行失败,后面这个周期性的任务就失效了。
    setNextRunTime();
    reExecutePeriodic(outerTask);
   }
  }

总结

ScheduledThreadPoolExecutor通过time参数,设置当前任务执行的等待时间,再通过period设置任务下次执行需要等待的时间。这两个参数都不是设置在线程池中的,而是携带在任务中的,这就可以把线程池和任务进行完全解耦。
注意点:
(1)任务的执行等待时间是在队列的take方法中的。
(2)period参数设置成0,任务将只会执行一次,而不会执行多次
(3)如果要自己实现周期性Task,周期性任务在执行过程中,一定要注意捕捉异常,否则某一次执行失败,将导致后续的任务周期失效,任务将不再继续执行。

到此这篇关于java 定时器线程池(ScheduledThreadPoolExecutor)的实现的文章就介绍到这了,更多相关java 定时器线程池内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

时间: 2020-06-16

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