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Java中常用的七个阻塞队列第二篇DelayQueue源码介绍

2020-04-23 09:32:01

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Java中常用的七个阻塞队列第二篇DelayQueue源码介绍

通过前面两篇文章,我们对队列有了了解及已经认识了常用阻塞队列中的三个了。本篇我们继续介绍剩下的几个队列。

本文主要内容:通过源码学习Delayqueue及理解Dqueue并用代码简单演示使用场景。

本文出自凯哥Java(kaigejava)的《凯哥Java并发系列》之《Java并发编程之队列》系列的第三篇:《Java中常用的七个阻塞队列第二篇DelayQueue源码介绍》

Java中常用的几个队列中,阻塞队列还有四个没介绍。如下图:


DelayQueue

先上总结脑图:

编辑

来看看构造器:


支持无参和支持直接存放一个集合的。

再来看看为什么说DQueue队列使用的是PriorityQueue实现的呢?

来看看源码:

在添加元素的offer方法源码中,我们可以看到最终调用的是q.offer(e)这个方法的。那么q又是什么呢?我们接着跟下去:private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();。发现q是PriorityQueue这个队列。如下图:


为什么说可以延时呢?

我们来看看DQueyue类的定义:

public class DelayQueue<E extends Delayed> extends AbstractQueue<E>

implements BlockingQueue<E> {}

从源码中,我们可以看到DQueue队列中存放的元素必须要实现Delayed接口。

我们在来看看Delayed接口的方法:


只有,long getDelay(TimeUnit unit);方法。设置等待时间。

在从队列中获取数据的时候会对超时时间进行判断的。当超时时间小于等于0的时候,才会调用priorityQueue队列的poll()方法。具体源码如下:


从源码中,我们可以看到,DQueue延时处理的:


无界怎么理解?

说DQueue无界,我们应该从源码中查找。DQueue队列是基于PriorityQueue队列来实现的。那么我们就来看看PriorityQueue队列添加元素的源码。


从上图中,我们可以看到,在添加元素的时候offer方法会进行判断,当i的值大于等于队列的长的时候,会调用grow()方法来进行扩容。在grow方法中,我们可以看到会使用Arrsys.copyof()方法复制一份给队列。这样队列就完成了库容。没有大小的限制。所以说是无界的。

阻塞理解

当队列为空的时候,“获取/取”元素操作将会block,被阻塞着。我们来看看源码是怎么实现的。


从源码中我们可以看到,当从队列中获取元素的时候,先判断,如果第一个元素为空的时候,就等待。当等待的时间小于等于延时时间的话,就从队列中poll了;如果leader不为空的话,说明当前队列不是队首元素,依然await。

支持优先级

因为在PQueue队列的添加方法中,使用了comparator.compare方法。源码如下图:


所以通过源码分析我们可以到得到DelayQueue如下脑图:


使用场景:

DQueue非常有用的。我们利用DQueue的延时特性,可以讲DQueue应用于以下场景:

1:缓存的设计。可以利用Dqueue保存缓存元素的有效期。使用一个线程循环的从队列中获取数据。一旦获取到数据,就说明缓存有效期到了。

2:定时任务调度。可以使用Dqueue保存需要执行的任务和任务执行的时间,一旦从DQueue中获取到了任务,就开始执行任务了。比如TimerQueue就是使用了DelayQueue来实现的。

下面凯哥(凯哥Java:kaigejava)通过代码简单演示模拟缓存过期时间的案例。

代码演示:

需求:模拟缓存设置有效期。

说明:当从队列中获取到元素,说明元素的有效期到了。

模拟缓存的对象:


构造器:


需要注意:time=传递的time+当前时间。

实现了Delayed接口,需要重写getDelay和compartTo方法。

重写方法如下:


返回的是time与当前时间之间的差值。

compareTo方法如下:


调用方法:


来看看运行结果:


从运行结果中,我们可以看到,从打印出开始获取到k1的输出之间相差1s;K1与k2之间相差2s;K3和K2之间也相差2s.符合我们上面预设的时间差。

《Java并发系列教程》:


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