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Java并发新构件之DelayQueue

摆渡者
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发布于 2015/10/13 18:30
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    DelayQueue主要用于放置实现了Delay接口的对象,其中的对象只能在其时刻到期时才能从队列中取走。这种队列是有序的,即队头的延迟到期时间最短。如果没有任何延迟到期,那么久不会有任何头元素,并且poll()将返回null(正因为这样,你不能将null放置到这种队列中)

    下面是一个示例,其中的Delayed对象自身就是任务,而DelayedTaskConsumer将最“紧急”的任务从队列中取出来,然后运行它:

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;
import static java.util.concurrent.TimeUnit.*;

class DelayedTask implements Runnable, Delayed {

    private static int counter = 0;
    protected static List<DelayedTask> sequence = new ArrayList<>();
    private final int id = counter++;
    private final int delayTime;
    private final long triggerTime;
    public DelayedTask(int delayInMillis) {
        delayTime = delayInMillis;
        triggerTime = System.nanoTime() + NANOSECONDS.convert(delayTime, MILLISECONDS);
        sequence.add(this);
    }
    
    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        DelayedTask that = (DelayedTask)o;
        if (triggerTime < that.triggerTime) return -1;
        if (triggerTime > that.triggerTime) return 1;
        return 0;
    }

    /**
     * 剩余的延迟时间
     */
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(triggerTime - System.nanoTime(), NANOSECONDS);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this + " ");
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return String.format("[%1$-4d]", delayTime) + " Task " + id;
    }
    
    public static class EndSentinel extends DelayedTask {
        private ExecutorService exec;
        public EndSentinel(int delay, ExecutorService exec) {
            super(delay);
            this.exec = exec;
        }
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(this + " calling shutDownNow()");
            exec.shutdownNow();
        }
    }
}

class DelayedTaskConsumer implements Runnable {
    private DelayQueue<DelayedTask> tasks;
    public DelayedTaskConsumer(DelayQueue<DelayedTask> tasks) {
        this.tasks = tasks;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            while(!Thread.interrupted()) {
                tasks.take().run();//run tasks with current thread.
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO: handle exception
        }
        System.out.println("Finished DelaytedTaskConsumer.");
    }
}


public class DelayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int maxDelayTime = 5000;//milliseconds
        Random random = new Random(47);
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
        DelayQueue<DelayedTask> queue = new DelayQueue<>();
        //填充10个休眠时间随机的任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            queue.put(new DelayedTask(random.nextInt(maxDelayTime)));
        }
        //设置结束的时候。
        queue.add(new DelayedTask.EndSentinel(maxDelayTime, exec));
        exec.execute(new DelayedTaskConsumer(queue));
    }
}

执行结果:

[200 ] Task 7 
[429 ] Task 5 
[555 ] Task 1 
[961 ] Task 4 
[1207] Task 9 
[1693] Task 2 
[1861] Task 3 
[4258] Task 0 
[4522] Task 8 
[4868] Task 6 
[5000] Task 10 calling shutDownNow()
Finished DelaytedTaskConsumer.

    DelayedTask包含一个称为sequence的List<DelayedTask>,它保存了在任务被创建的顺序,因此我们可以看到排序是按照实际发生的顺序执行的(即到期时间短的先出队列)。

    Delayed接口有一个方法名为getDelay(),它可以用来告知延迟到期还有多长时间,或者延迟在多长时间之前已经到期。这个方法将强制我们去使用TimeUnit类,因为这就是参数类型。这会产生一个非常方便的类,因为你可以很容易地转换单位而无需做任何声明。例如,delayTime的值是以毫秒为单位的,但是System.nanoTime()产生的时间则是以纳秒为单位的。你可以转换delayTime的值,方法是声明它的单位以及你希望以什么单位来表示,就像下面这样:

NANOSECONDS.convert(delayTime, MILLISECONDS);

    为了排序,Delayed接口还继承了Comparable接口,因此必须实现compareTo()方法,使其可以产生合理的比较。toString()则提供了输出格式化,而嵌套的EndSentinel类提供了一种关闭所有事物的途径,具体做法是将其放置为队列的最后一个元素。

    注意,因为DelayedTaskConsumer自身是一个任务,所以它有自己的Thread,它可以使用这个线程来运行从队列中获取的所有任务。由于任务是按照队列优先级的顺序来执行的,因此在本例中不需要启动任何单独的线程来运行DelayedTask。

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