多线程(二十一阻塞队列-DelayQueue)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了多线程(二十一阻塞队列-DelayQueue)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
DelayQueue简介DelayQueue中的所有元素必须实现Delayed接口,还必须实现还实现了Comparable接口。
1、DelayQueue是×××阻塞队列
2、队列中的元素必须实现Delayed接口,只有当该对象的getDalay方法返回的剩余时间≤0时才会出队。
3、剩余时间最小的元素就在堆顶,每次出队其实就是删除剩余时间≤0的最小元素。
DelayQueue构造
基于PriorityQueue的堆实现队列,保证最先失效的在堆顶。
public class DelayQueue<E extends Delayed> extends AbstractQueue<E>
implements BlockingQueue<E>
private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
/**
* leader线程是首个尝试出队元素(队列不为空)但被阻塞的线程.
* 该线程会限时等待(队首元素的剩余有效时间),用于唤醒其它等待线程
* 这个很关键,当队列为空或者堆顶元素还没达到出队时间时,所有线程都会阻塞的,要保证有线程可以唤醒,而leader线程就是这个首先自己唤醒自己的线程,然后才能继续唤醒其他线程。
*/
private Thread leader = null;
/**
* 出队线程条件队列, 当有多个线程, 会在此条件队列上等待.
*/
private final Condition available = lock.newCondition();
leader字段很关键,DelayQueue每次只会出队一个过期的元素,如果队首元素没有过期,就会阻塞出队线程,让线程在available这个条件队列上无限等待。
为了提升性能,DelayQueue并不会让所有出队线程都无限等待,而是用leader保存了第一个尝试出队的线程,该线程的等待时间是队首元素的剩余有效期。这样,一旦leader线程自己唤醒(此时队首元素也失效了),就可以出队成功,然后唤醒一个其它在available条件队列上等待的线程。之后,会重复上一步,新唤醒的线程可能取代成为新的leader线程。
入队-put
/**
* 入队一个指定元素e.
* 由于是×××队列, 所以该方法并不会阻塞线程.
*/
public void put(E e)
offer(e);
public boolean offer(E e)
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try
q.offer(e); // 调用PriorityQueue的offer方法
// 如果入队元素在队首, 则唤醒一个出队线程
// 当首次入队元素时,需要唤醒一个出队线程
// 因为此时可能已有出队线程在空队列上等待了
//如果不唤醒,会导致出队线程永远无法执行。
if (q.peek() == e)
leader = null;
available.signal();
return true;
finally
lock.unlock();
出队-take
1.队列为空,直接阻塞出队线程,在available条件队列等待
2.队列非空,还要看队首元素的有效期,如果队首元素过期了,那直接出队就行了;如果队首元素未过期,就要看leader是否为空,如果不是,就无限等待,如果是,则自己成为leader,限时等待。
/**
* 队首出队元素.
* 如果队首元素(堆顶)未到期或队列为空, 则阻塞线程.
*/
public E take() throws InterruptedException
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try
for (; ; ) //出队是一个自旋操作
E first = q.peek(); // 读取队首元素
if (first == null) // CASE1: 队列为空, 直接阻塞
available.await();
else // CASE2: 队列非空
long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
if (delay <= 0) // CASE2.0: 队首元素已过期,直接出队
return q.poll();
// 执行到此处说明队列非空, 且队首元素未过期
first = null;
if (leader != null) // CASE2.1: 已存在leader线程
available.await(); // 无限期阻塞当前线程
else // CASE2.2: 不存在leader线程
Thread thisThread = Thread.currentThread();
leader = thisThread; // 将当前线程置为leader线程
try
available.awaitNanos(delay); // 阻塞当前线程(限时等待剩余有效时间)
finally
if (leader == thisThread)
leader = null;
finally
if (leader == null && q.peek() != null) // 不存在leader线程,而且队列不空, 则唤醒一个其它出队线程,防止任务无法执行。
available.signal();
lock.unlock();
总结
1、DelayQueue是阻塞队列中非常有用的一种队列,经常被用于缓存或定时任务等的设计。
2、ScheduledThreadPoolExecutor.DelayedWorkQueue就是一种延时阻塞队列。
以上是关于多线程(二十一阻塞队列-DelayQueue)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
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