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定时器线程池(ScheduledThreadPoolExecutor)

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 corePoolSize) {
// 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DelayedWorkQueue。
// 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;
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。 

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