java 定时器线程池（ScheduledThreadPoolExecutor）的实现

java 定时器线程池（ScheduledThreadPoolExecutor）的实现

前言

定时器线程池提供了定时执行任务的能力，即可以延迟执行，可以周期性执行。但定时器线程池也还是线程池，最底层实现还是ThreadPoolExecutor，可以参考我的另外一篇文章多线程–精通ThreadPoolExecutor。

特点说明

1.构造函数

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolYsiHIDnsYFSize) {

// 对于其他几个参数在ThreadPoolExecutor中都已经详细分析过了，所以这里,将不再展开

// 这里我们可以看到调用基类中的方法时有个特殊的入参DelayedWorkQuYsiHIDnsYFeue。

// 同时我们也可以发现这里并没有设置延迟时间、周期等参数入口。

// 所以定时执行的实现必然在DelayedWorkQueue这个对象中了。

super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,

new DelayedWorkQueue());

}

2.DelayedWorkQueue

DelayedWorkQueue是在ScheduledThreadPoolExecutor的一个内部类，实现了BlockingQueue接口

里面存放任务队列的数组如下：

private RunnableScheduledFuture>[] queue =

new RunnableScheduledFuture>[INITIAL_CAPACITY];

我们分析过ThreadPoolExecutor，它从任务队列中获取任务的方式为poll和take两种，所以看一下poll和take两个方法的源码，回顾一下，ThreadPoolExecutor它会调用poll或take方法，先poll，再take，只要其中一个接口有返回就行

public RunnableScheduledFuture> poll() {

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lock();

try {

RunnableScheduledFuture> first = queue[0];

// 这里有个getDelay，这是关键点，获取执行延时时间

// 但是如果我们有延时设置的话，这就返回空了，然后就会调用take方法

if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0)

return null;

YsiHIDnsYF 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 {

// 获取延时时间

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 {

// 使用锁，执行延时等待。

// 使用锁，执行延时等待。

// 使用锁，执行延时等待。

available.awaitNanos(delay);

} finally {

if (leader == thisThread)

leader = null;

}

}

}

}

} finally {

if (leader == null && queue[0] != null)

available.signal();

lock.unlock();

}

}

3.RunnableScheduledFuture

在ScheduledThreadPoolExecutor内部有一个ScheduledFutureTask类实现了RunnableScheduledFuture，ScheduledFutureTask这个类采用了装饰者设计模式，在执行Runnable的方法基础上还执行了一些额外的功能。

我们需要特别注意几个参数period、time。

（1）time

首先看一下time的作用，可以发现time是用于获取执行延时时间的，也就是delay是根据time生成的

public long getDelay(TimeUnit unit) {

return unit.convert(time - now(), NANOSECONDS);

}

（2）period

这个参数不是说设置执行几个周期，而是用于判断是否需要按周期执行，以及执行周期，也就是本次执行与下次执行间隔的时间

// 判断是否需要按周期执行，如果周期设置成0，不是无间隔执行，而是只执行一次，这个需要特别注意

public boolean isPeriodic() {

return period != 0;

}

private void setNextRunTime() {

long p = period;

if (p > 0)

// 这里将周期加给time，这样获取的延迟时间就是周期时间了。

time += p;

else

time = triggerTime(-p);

}

（3）执行

public void run() {

// 先判断是否为周期性的任务

boolean periodic = isPeriodic();

if (!canRunInCurrentRunState(periodic))

cancel(false);

else if (!periodic)

// 如果不是周期性的，就执行调用父类的run方法，也就是构造函数中传入的Runnable对象的run方法。

ScheduledFutureTask.super.run();

// 在if的括号中先执行了任务

else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) {

// 如果是周期性的，就需要设置下次执行的时间，然后利用reExecutePeriodic方法，将任务再次丢入任务队列中。

// 这里尤其需要注意的是if中的逻辑执行失败，如果没有捕捉异常，那么后面的逻辑就不会再执行了，也就是说中间有一次执行失败，后面这个周期性的任务就失效了。

setNextRunTime();

reExecutePeriodic(outerTask);

}

}

总结

ScheduledThreadPoolExecutor通过time参数，设置当前任务执行的等待时间，再通过period设置任务下次执行需要等待的时间。这两个参数都不是设置在线程池中的，而是携带在任务中的，这就可以把线程池和任务进行完全解耦。

注意点：

（1）任务的执行等待时间是在队列的take方法中的。

（2）period参数设置成0，任务将只会执行一次，而不会执行多次

（3）如果要自己实现周期性Task，周期性任务在执行过程中，一定要注意捕捉异常，否则某一次执行失败，将导致后续的任务周期失效，任务将不再继续执行。http://

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