java 定時(shí)器線程池(ScheduledThreadPoolExecutor)的實(shí)現(xiàn)
前言
定時(shí)器線程池提供了定時(shí)執(zhí)行任務(wù)的能力,即可以延遲執(zhí)行,可以周期性執(zhí)行。但定時(shí)器線程池也還是線程池,最底層實(shí)現(xiàn)還是ThreadPoolExecutor,可以參考我的另外一篇文章多線程?精通ThreadPoolExecutor。
特點(diǎn)說(shuō)明
1.構(gòu)造函數(shù)
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { // 對(duì)于其他幾個(gè)參數(shù)在ThreadPoolExecutor中都已經(jīng)詳細(xì)分析過(guò)了,所以這里,將不再展開(kāi) // 這里我們可以看到調(diào)用基類中的方法時(shí)有個(gè)特殊的入?yún)elayedWorkQueue。 // 同時(shí)我們也可以發(fā)現(xiàn)這里并沒(méi)有設(shè)置延遲時(shí)間、周期等參數(shù)入口。 // 所以定時(shí)執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)必然在DelayedWorkQueue這個(gè)對(duì)象中了。 super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue()); }
2.DelayedWorkQueue
DelayedWorkQueue是在ScheduledThreadPoolExecutor的一個(gè)內(nèi)部類,實(shí)現(xiàn)了BlockingQueue接口里面存放任務(wù)隊(duì)列的數(shù)組如下:
private RunnableScheduledFuture<?>[] queue = new RunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];
我們分析過(guò)ThreadPoolExecutor,它從任務(wù)隊(duì)列中獲取任務(wù)的方式為poll和take兩種,所以看一下poll和take兩個(gè)方法的源碼,回顧一下,ThreadPoolExecutor它會(huì)調(diào)用poll或take方法,先poll,再take,只要其中一個(gè)接口有返回就行
public RunnableScheduledFuture<?> poll() { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0]; // 這里有個(gè)getDelay,這是關(guān)鍵點(diǎn),獲取執(zhí)行延時(shí)時(shí)間 // 但是如果我們有延時(shí)設(shè)置的話,這就返回空了,然后就會(huì)調(diào)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 { // 獲取延時(shí)時(shí)間 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 { // 使用鎖,執(zhí)行延時(shí)等待。 // 使用鎖,執(zhí)行延時(shí)等待。 // 使用鎖,執(zhí)行延時(shí)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內(nèi)部有一個(gè)ScheduledFutureTask類實(shí)現(xiàn)了RunnableScheduledFuture,ScheduledFutureTask這個(gè)類采用了裝飾者設(shè)計(jì)模式,在執(zhí)行Runnable的方法基礎(chǔ)上還執(zhí)行了一些額外的功能。我們需要特別注意幾個(gè)參數(shù)period、time。
(1)time
首先看一下time的作用,可以發(fā)現(xiàn)time是用于獲取執(zhí)行延時(shí)時(shí)間的,也就是delay是根據(jù)time生成的
public long getDelay(TimeUnit unit) { return unit.convert(time - now(), NANOSECONDS); }
(2)period
這個(gè)參數(shù)不是說(shuō)設(shè)置執(zhí)行幾個(gè)周期,而是用于判斷是否需要按周期執(zhí)行,以及執(zhí)行周期,也就是本次執(zhí)行與下次執(zhí)行間隔的時(shí)間
// 判斷是否需要按周期執(zhí)行,如果周期設(shè)置成0,不是無(wú)間隔執(zhí)行,而是只執(zhí)行一次,這個(gè)需要特別注意 public boolean isPeriodic() { return period != 0; }
private void setNextRunTime() { long p = period; if (p > 0) // 這里將周期加給time,這樣獲取的延遲時(shí)間就是周期時(shí)間了。 time += p; else time = triggerTime(-p); }
(3)執(zhí)行
public void run() { // 先判斷是否為周期性的任務(wù) boolean periodic = isPeriodic(); if (!canRunInCurrentRunState(periodic)) cancel(false); else if (!periodic) // 如果不是周期性的,就執(zhí)行調(diào)用父類的run方法,也就是構(gòu)造函數(shù)中傳入的Runnable對(duì)象的run方法。 ScheduledFutureTask.super.run(); // 在if的括號(hào)中先執(zhí)行了任務(wù) else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) { // 如果是周期性的,就需要設(shè)置下次執(zhí)行的時(shí)間,然后利用reExecutePeriodic方法,將任務(wù)再次丟入任務(wù)隊(duì)列中。 // 這里尤其需要注意的是if中的邏輯執(zhí)行失敗,如果沒(méi)有捕捉異常,那么后面的邏輯就不會(huì)再執(zhí)行了,也就是說(shuō)中間有一次執(zhí)行失敗,后面這個(gè)周期性的任務(wù)就失效了。 setNextRunTime(); reExecutePeriodic(outerTask); } }
總結(jié)
ScheduledThreadPoolExecutor通過(guò)time參數(shù),設(shè)置當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行的等待時(shí)間,再通過(guò)period設(shè)置任務(wù)下次執(zhí)行需要等待的時(shí)間。這兩個(gè)參數(shù)都不是設(shè)置在線程池中的,而是攜帶在任務(wù)中的,這就可以把線程池和任務(wù)進(jìn)行完全解耦。注意點(diǎn):(1)任務(wù)的執(zhí)行等待時(shí)間是在隊(duì)列的take方法中的。(2)period參數(shù)設(shè)置成0,任務(wù)將只會(huì)執(zhí)行一次,而不會(huì)執(zhí)行多次(3)如果要自己實(shí)現(xiàn)周期性Task,周期性任務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中,一定要注意捕捉異常,否則某一次執(zhí)行失敗,將導(dǎo)致后續(xù)的任務(wù)周期失效,任務(wù)將不再繼續(xù)執(zhí)行。
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