DelayQueue延迟队列-实现缓存

Posted 2020-11-21 watertreestar

延迟阻塞队列DelayQueue

DelayQueue 是一个支持延时获取元素的阻塞队列，
内部采用优先队列 PriorityQueue 存储元素，
同时元素必须实现 Delayed 接口；在创建元素时可以指定多久才可以从队列中获取当前元素，只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。

使用场景

• 缓存系统：当能够从延迟队列DelayQueue中获取到元素时，说明缓存已经过期
• 定时任务调度：一分钟后发送短信

基于延迟队列，实现一个缓存系统

延迟队列中添加的元素，实现了Delayed接口

public class CacheItem implements Delayed{
    private long expireTime;
    
    private long currentTime;
    
    private String key;
    
    public String getKey() {
        return key;
    }
    
    public CacheItem(String key,long expireTime) {
        this.key = key;
        this.expireTime = expireTime;
        this.currentTime = System.currentTimeMillis();
    }

    /**
     * 比较方法，用于排序
     * 过期时间长的放队尾，时间短的放队首
     */
    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        if(this.getDelay(TimeUnit.MICROSECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MICROSECONDS))
            return 1;
        if(this.getDelay(TimeUnit.MICROSECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MICROSECONDS))
            return -1;
        return 0;
    }

    /**
     * 计算剩余的过期时间
     * 大于0说明没有过期
     */
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        
        return expireTime - unit.MILLISECONDS.toSeconds(System.currentTimeMillis()-currentTime);
        
    }

}

缓存实现

public class DelayQueueDemo {
    static class Cache implements Runnable{
        private Map<String,String> itemMap = new HashMap<>();
    
        private DelayQueue<CacheItem> delayQueue = new DelayQueue<>();
        
        private boolean stop = false;
        
        // 初始化后就开始检测
        public Cache() {
            new Thread(this).start();
        }
        
        public void add(String key,String value,long expireTime) {
            CacheItem item = new CacheItem(key,expireTime);
            itemMap.put(key, value);
            delayQueue.add(item);
            
        }
        
        public String get(String key) {
            return itemMap.get(key);
        }
        
        public void shutdown() {
            stop = true;
        }
        
        // 开启多线程，检测缓存是否过期
        @Override
        public void run() {
            while(!stop) {
                CacheItem item = delayQueue.poll();
                if(item != null) {
                    // 缓存过期
                     itemMap.remove(item.getKey());
                     System.out.println("delete expired key:"+item.getKey());
                }
            }
            System.out.println("Cache stop");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Cache cache = new Cache();
        cache.add("a", "1", 1);
        cache.add("b", "2", 2);
        cache.add("c", "3", 2);
        cache.add("d", "4", 4);
        cache.add("e", "5", 6);
        
        while(true) {
            String a = cache.get("a");
            String b = cache.get("b");
            String c = cache.get("c");
            String d = cache.get("d");
            String e = cache.get("e");
            
            if(a == null && b == null && c == null && d == null && e == null) {
                break;
            }
        }
        
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        cache.shutdown();
    }
    
}

延迟队列实现原理部分说明

• 可重入锁 ReentrantLock
• 优先队列 PriorityQueue

参考连接