Java中延迟队列的原理是什么

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Java是什么

Java是一门面向对象编程语言，可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序。

一、消息体

package com.delqueue;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Message implements Delayed {
    private int id;
    private String body; // 消息内容
    private long excuteTime;// 延迟时长，这个是必须的属性因为要按照这个判断延时时长。
    public int getId() {
        return id;
    }
    public String getBody() {
        return body;
    }
    public long getExcuteTime() {
        return excuteTime;
    }
    public Message(int id, String body, long delayTime) {
        this.id = id;
        this.body = body;
        this.excuteTime = TimeUnit.NANOSECONDS.convert(delayTime, TimeUnit.MILLISECONDS) + System.nanoTime();
    }
    // 自定义实现比较方法返回 1 0 -1三个参数
    @Override
    public int compareTo(Delayed delayed) {
        Message msg = (Message) delayed;
        return Integer.valueOf(this.id) > Integer.valueOf(msg.id) ? 1
                : (Integer.valueOf(this.id) < Integer.valueOf(msg.id) ? -1 : 0);
    }
    // 延迟任务是否到时就是按照这个方法判断如果返回的是负数则说明到期否则还没到期
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(this.excuteTime - System.nanoTime(), TimeUnit.NANOSECONDS);
    }
}

二、消息消费者

package com.delqueue;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
public class Consumer implements Runnable {
    // 延时队列 ,消费者从其中获取消息进行消费
    private DelayQueue queue;
    public Consumer(DelayQueue queue) {
        this.queue = queue;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                Message take = queue.take();
                System.out.println("消费消息id：" + take.getId() + " 消息体：" + take.getBody());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

三、延时队列

package com.delqueue;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class DelayQueueTest {
     public static void main(String[] args) {
        // 创建延时队列
        DelayQueue queue = new DelayQueue();
        // 添加延时消息,m1 延时3s
        Message m1 = new Message(1, "world", 3000);
        // 添加延时消息,m2 延时10s
        Message m2 = new Message(2, "hello", 10000);
        //将延时消息放到延时队列中
        queue.offer(m2);
        queue.offer(m1);
        // 启动消费线程 消费添加到延时队列中的消息，前提是任务到了延期时间
        ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(1);
        exec.execute(new Consumer(queue));
        exec.shutdown();
      }
}

将消息体放入延迟队列中，在启动消费者线程去消费延迟队列中的消息，如果延迟队列中的消息到了延迟时间则可以从中取出消息否则无法取出消息也就无法消费。

这就是延迟队列demo，下面我们来说说在真实环境下的使用。

使用场景描述：

在打车软件中对订单进行派单的流程，当有订单的时候给该订单筛选司机，然后给当订单绑定司机，但是有时运气没那么好，订单进来后第一次没有筛选到合适的司机，但我们也不能就此结束派单，而是将该订单的信息放到延时队列中过个2秒钟在进行一次，其实这个2秒钟就是一个延迟，所以这里我们就可以使用延时队列来实现……

下面看看简单的流程图：

下面来看看具体代码实现：

在项目中有如下几个类：第一 、任务类   第二、按照任务类组装的消息体类  第三、延迟队列管理类

任务类即执行筛选司机、绑单、push消息的任务类

package com.test.delayqueue;
/**
 * 具体执行相关业务的业务类
 * @author whd
 * @date 2017年9月25日 上午12:49:32
 */
public class DelayOrderWorker implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        //相关业务逻辑处理
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" do something ……");
    }
}

消息体类，在延时队列中这个实现了Delayed接口的消息类是比不可少的，实现接口时有一个getDelay(TimeUnit unit)方法，这个方法就是判断是否到期的

这里定义的是一个泛型类，所以可以将我们上面的任务类作为其中的task，这样就将任务类分装成了一个消息体

package com.test.delayqueue;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 延时队列中的消息体将任务封装为消息体
 *
 * @author whd
 * @date 2017年9月25日 上午12:48:30
 * @param 
 */
public class DelayOrderTask implements Delayed {
    private final long time;
    private final T task; // 任务类，也就是之前定义的任务类
    /**
     * @param timeout
     *      超时时间(秒)
     * @param task
     *      任务
     */
    public DelayOrderTask(long timeout, T task) {
        this.time = System.nanoTime() + timeout;
        this.task = task;
    }
    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        // TODO Auto-generated method stub
        DelayOrderTask other = (DelayOrderTask) o;
        long diff = time - other.time;
        if (diff > 0) {
            return 1;
        } else if (diff < 0) {
            return -1;
        } else {
            return 0;
        }
    }
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return unit.convert(this.time - System.nanoTime(), TimeUnit.NANOSECONDS);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return task.hashCode();
    }
    public T getTask() {
        return task;
    }
}

延时队列管理类，这个类主要就是将任务类封装成消息并并添加到延时队列中，以及轮询延时队列从中取出到时的消息体，在获取任务类放到线程池中执行任务

package com.test.delayqueue;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
/**
 * 延时队列管理类，用来添加任务、执行任务
 *
 * @author whd
 * @date 2017年9月25日 上午12:44:59
 */
public class DelayOrderQueueManager {
    private final static int DEFAULT_THREAD_NUM = 5;
    private static int thread_num = DEFAULT_THREAD_NUM;
    // 固定大小线程池
    private ExecutorService executor;
    // 守护线程
    private Thread daemonThread;
    // 延时队列
    private DelayQueue> delayQueue;
    private static final AtomicLong atomic = new AtomicLong(0);
    private final long n = 1;
    private static DelayOrderQueueManager instance = new DelayOrderQueueManager();
    private DelayOrderQueueManager() {
        executor = Executors.newFixedThreadPool(thread_num);
        delayQueue = new DelayQueue<>();
        init();
    }
    public static DelayOrderQueueManager getInstance() {
        return instance;
    }
    /**
     * 初始化
     */
    public void init() {
        daemonThread = new Thread(() -> {
            execute();
        });
        daemonThread.setName("DelayQueueMonitor");
        daemonThread.start();
    }
    private void execute() {
        while (true) {
            Map map = Thread.getAllStackTraces();
            System.out.println("当前存活线程数量:" + map.size());
            int taskNum = delayQueue.size();
            System.out.println("当前延时任务数量:" + taskNum);
            try {
                // 从延时队列中获取任务
                DelayOrderTask delayOrderTask = delayQueue.take();
                if (delayOrderTask != null) {
                    Runnable task = delayOrderTask.getTask();
                    if (null == task) {
                        continue;
                    }
                    // 提交到线程池执行task
                    executor.execute(task);
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    /**
     * 添加任务
     *
     * @param task
     * @param time
     *      延时时间
     * @param unit
     *      时间单位
     */
    public void put(Runnable task, long time, TimeUnit unit) {
        // 获取延时时间
        long timeout = TimeUnit.NANOSECONDS.convert(time, unit);
        // 将任务封装成实现Delayed接口的消息体
        DelayOrderTask delayOrder = new DelayOrderTask<>(timeout, task);
        // 将消息体放到延时队列中
        delayQueue.put(delayOrder);
    }
    /**
     * 删除任务
     *
     * @param task
     * @return
     */
    public boolean removeTask(DelayOrderTask task) {
        return delayQueue.remove(task);
    }
}

测试类

package com.delqueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import com.test.delayqueue.DelayOrderQueueManager;
import com.test.delayqueue.DelayOrderWorker;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        DelayOrderWorker work1 = new DelayOrderWorker();// 任务1
        DelayOrderWorker work2 = new DelayOrderWorker();// 任务2
        DelayOrderWorker work3 = new DelayOrderWorker();// 任务3
        // 延迟队列管理类，将任务转化消息体并将消息体放入延迟对列中等待执行
        DelayOrderQueueManager manager = DelayOrderQueueManager.getInstance();
        manager.put(work1, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        manager.put(work2, 6000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        manager.put(work3, 9000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

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