java 定時器線程池(ScheduledThreadPoolExecutor)的實現
前言
定時器線程池提供了定時執行任務的能力,即可以延遲執行,可以周期性執行。但定時器線程池也還是線程池,最底層實現還是ThreadPoolExecutor,可以參考我的另外一篇文章多線程?精通ThreadPoolExecutor。
特點說明
1.構造函數
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { // 對于其他幾個參數在ThreadPoolExecutor中都已經詳細分析過了,所以這里,將不再展開 // 這里我們可以看到調用基類中的方法時有個特殊的入參DelayedWorkQueue。 // 同時我們也可以發現這里并沒有設置延遲時間、周期等參數入口。 // 所以定時執行的實現必然在DelayedWorkQueue這個對象中了。 super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue()); }
2.DelayedWorkQueue
DelayedWorkQueue是在ScheduledThreadPoolExecutor的一個內部類,實現了BlockingQueue接口里面存放任務隊列的數組如下:
private RunnableScheduledFuture<?>[] queue = new RunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];
我們分析過ThreadPoolExecutor,它從任務隊列中獲取任務的方式為poll和take兩種,所以看一下poll和take兩個方法的源碼,回顧一下,ThreadPoolExecutor它會調用poll或take方法,先poll,再take,只要其中一個接口有返回就行
public RunnableScheduledFuture<?> poll() { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0]; // 這里有個getDelay,這是關鍵點,獲取執行延時時間 // 但是如果我們有延時設置的話,這就返回空了,然后就會調用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 { // 獲取延時時間 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,執行延時等待。 // 使用鎖,執行延時等待。 // 使用鎖,執行延時等待。available.awaitNanos(delay); } finally {if (leader == thisThread) leader = null; } } } } } finally { if (leader == null && queue[0] != null) available.signal(); lock.unlock(); } }
3.RunnableScheduledFuture
在ScheduledThreadPoolExecutor內部有一個ScheduledFutureTask類實現了RunnableScheduledFuture,ScheduledFutureTask這個類采用了裝飾者設計模式,在執行Runnable的方法基礎上還執行了一些額外的功能。我們需要特別注意幾個參數period、time。
(1)time
首先看一下time的作用,可以發現time是用于獲取執行延時時間的,也就是delay是根據time生成的
public long getDelay(TimeUnit unit) { return unit.convert(time - now(), NANOSECONDS); }
(2)period
這個參數不是說設置執行幾個周期,而是用于判斷是否需要按周期執行,以及執行周期,也就是本次執行與下次執行間隔的時間
// 判斷是否需要按周期執行,如果周期設置成0,不是無間隔執行,而是只執行一次,這個需要特別注意 public boolean isPeriodic() { return period != 0; }
private void setNextRunTime() { long p = period; if (p > 0) // 這里將周期加給time,這樣獲取的延遲時間就是周期時間了。 time += p; else time = triggerTime(-p); }
(3)執行
public void run() { // 先判斷是否為周期性的任務 boolean periodic = isPeriodic(); if (!canRunInCurrentRunState(periodic)) cancel(false); else if (!periodic) // 如果不是周期性的,就執行調用父類的run方法,也就是構造函數中傳入的Runnable對象的run方法。 ScheduledFutureTask.super.run(); // 在if的括號中先執行了任務 else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) { // 如果是周期性的,就需要設置下次執行的時間,然后利用reExecutePeriodic方法,將任務再次丟入任務隊列中。 // 這里尤其需要注意的是if中的邏輯執行失敗,如果沒有捕捉異常,那么后面的邏輯就不會再執行了,也就是說中間有一次執行失敗,后面這個周期性的任務就失效了。 setNextRunTime(); reExecutePeriodic(outerTask); } }
總結
ScheduledThreadPoolExecutor通過time參數,設置當前任務執行的等待時間,再通過period設置任務下次執行需要等待的時間。這兩個參數都不是設置在線程池中的,而是攜帶在任務中的,這就可以把線程池和任務進行完全解耦。注意點:(1)任務的執行等待時間是在隊列的take方法中的。(2)period參數設置成0,任務將只會執行一次,而不會執行多次(3)如果要自己實現周期性Task,周期性任務在執行過程中,一定要注意捕捉異常,否則某一次執行失敗,將導致后續的任務周期失效,任務將不再繼續執行。
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