一、单机
1. while sleep组合
定义一个线程,然后 while 循环
代码语言:txt复制public static void main(String[] args) {
代码语言:txt复制 final long timeInterval = 5000;
代码语言:txt复制 new Thread(new Runnable() {
代码语言:txt复制 @Override
代码语言:txt复制 public void run() {
代码语言:txt复制 while (true) {
代码语言:txt复制 System.out.println(Thread.currentThread().getName() "每隔5秒执行一次");
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 Thread.sleep(timeInterval);
代码语言:txt复制 } catch (InterruptedException e) {
代码语言:txt复制 e.printStackTrace();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }).start();
代码语言:txt复制}
这种实现方式下多个定时任务需要开启多个线程,而且线程在做无意义sleep,消耗资源,性能低下。
2. 最小堆实现
2.1 Timer
实现代码,调度两个任务
代码语言:txt复制public static void main(String[] args) {
代码语言:txt复制 Timer timer = new Timer();
代码语言:txt复制 //每隔1秒调用一次
代码语言:txt复制 timer.schedule(new TimerTask() {
代码语言:txt复制 @Override
代码语言:txt复制 public void run() {
代码语言:txt复制 System.out.println("test1");
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }, 1000, 1000);
代码语言:txt复制 //每隔3秒调用一次
代码语言:txt复制 timer.schedule(new TimerTask() {
代码语言:txt复制 @Override
代码语言:txt复制 public void run() {
代码语言:txt复制 System.out.println("test2");
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }, 3000, 3000);
代码语言:txt复制}
schedule实现源码
代码语言:txt复制 public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) {
代码语言:txt复制 if (delay < 0)
代码语言:txt复制 throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
代码语言:txt复制 if (period <= 0)
代码语言:txt复制 throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
代码语言:txt复制 sched(task, System.currentTimeMillis() delay, -period);
代码语言:txt复制 }
shed里面将任务add到最小堆,然后fixUp进行调整
TimerThread其实就是一个任务调度线程,首先从TaskQueue里面获取排在最前面的任务,然后判断它是否到达任务执行时间点,如果已到达,就会立刻执行任务
代码语言:txt复制class TimerThread extends Thread {
代码语言:txt复制 boolean newTasksMayBeScheduled = true;
代码语言:txt复制 private TaskQueue queue;
代码语言:txt复制 TimerThread(TaskQueue queue) {
代码语言:txt复制 this.queue = queue;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public void run() {
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 mainLoop();
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
代码语言:txt复制 synchronized(queue) {
代码语言:txt复制 newTasksMayBeScheduled = false;
代码语言:txt复制 queue.clear(); // Eliminate obsolete references
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * The main timer loop. (See class comment.)
*/
private void mainLoop() {
while (true) {
try {
TimerTask task;
boolean taskFired;
synchronized(queue) {
// Wait for queue to become non-empty
while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
queue.wait();
if (queue.isEmpty())
break; // Queue is empty and will forever remain; die
代码语言:txt复制 // Queue nonempty; look at first evt and do the right thing
代码语言:txt复制 long currentTime, executionTime;
代码语言:txt复制 task = queue.getMin();
代码语言:txt复制 synchronized(task.lock) {
代码语言:txt复制 if (task.state == TimerTask.CANCELLED) {
代码语言:txt复制 queue.removeMin();
代码语言:txt复制 continue; // No action required, poll queue again
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 currentTime = System.currentTimeMillis();
代码语言:txt复制 executionTime = task.nextExecutionTime;
代码语言:txt复制 if (taskFired = (executionTime<=currentTime)) {
代码语言:txt复制 if (task.period == 0) { // Non-repeating, remove
代码语言:txt复制 queue.removeMin();
代码语言:txt复制 task.state = TimerTask.EXECUTED;
代码语言:txt复制 } else { // Repeating task, reschedule
代码语言:txt复制 queue.rescheduleMin(
代码语言:txt复制 task.period<0 ? currentTime - task.period
代码语言:txt复制 : executionTime task.period);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 if (!taskFired) // Task hasn't yet fired; wait
代码语言:txt复制 queue.wait(executionTime - currentTime);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 if (taskFired) // Task fired; run it, holding no locks
代码语言:txt复制 task.run();
代码语言:txt复制 } catch(InterruptedException e) {
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制}
总结这个利用最小堆实现的方案,相比 while sleep
方案,多了一个线程来管理所有的任务,优点就是减少了线程之间的性能开销,提升了执行效率;但是同样也带来的了一些缺点,整体的新加任务写入效率变成了
O(log(n))。
同时,细心的发现,这个方案还有以下几个缺点:
串行阻塞:调度线程只有一个,长任务会阻塞短任务的执行,例如,A任务跑了一分钟,B任务至少需要等1分钟才能跑
容错能力差:没有异常处理能力,一旦一个任务执行故障,后续任务都无法执行
2.2 ScheduledThreadPoolExecutor
鉴于 Timer 的上述缺陷,从 Java 5 开始,推出了基于线程池设计的 ScheduledThreadPoolExecutor 。
image
其设计思想是,每一个被调度的任务都会由线程池来管理执行,因此任务是并发执行的,相互之间不会受到干扰。需要注意的是,只有当任务的执行时间到来时,ScheduledThreadPoolExecutor
才会真正启动一个线程,其余时间 ScheduledThreadPoolExecutor 都是在轮询任务的状态。
简单的使用示例:
代码语言:txt复制 ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(3);
代码语言:txt复制 //启动1秒之后,每隔1秒执行一次
代码语言:txt复制 executor.scheduleAtFixedRate(()-> System.out.println("test3"),1,1, TimeUnit.SECONDS);
代码语言:txt复制 //启动1秒之后,每隔3秒执行一次
代码语言:txt复制 executor.scheduleAtFixedRate((() -> System.out.println("test4")),1,3, TimeUnit.SECONDS);
同样的,我们首先打开源码,看看里面到底做了啥
- 进入scheduleAtFixedRate()方法
代码语言:txt复制首先是校验基本参数,然后将任务作为封装到ScheduledFutureTask线程中,ScheduledFutureTask继承自RunnableScheduledFuture,并作为参数调用delayedExecute()方法进行预处理
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
代码语言:txt复制 long initialDelay,
代码语言:txt复制 long period,
代码语言:txt复制 TimeUnit unit) {
代码语言:txt复制 if (command == null || unit == null)
代码语言:txt复制 throw new NullPointerException();
代码语言:txt复制 if (period <= 0)
代码语言:txt复制 throw new IllegalArgumentException();
代码语言:txt复制 ScheduledFutureTask<Void> sft =
代码语言:txt复制 new ScheduledFutureTask<Void>(command,
代码语言:txt复制 null,
代码语言:txt复制 triggerTime(initialDelay, unit),
代码语言:txt复制 unit.toNanos(period));
代码语言:txt复制 RunnableScheduledFuture<Void> t = decorateTask(command, sft);
代码语言:txt复制 sft.outerTask = t;
代码语言:txt复制 delayedExecute(t);
代码语言:txt复制 return t;
代码语言:txt复制}
- 继续看delayedExecute()方法
代码语言:txt复制可以很清晰的看到,当线程池没有关闭的时候,会通过super.getQueue().add(task)操作,将任务加入到队列,同时调用ensurePrestart()方法做预处理
private void delayedExecute(RunnableScheduledFuture<?> task) {
代码语言:txt复制 if (isShutdown())
代码语言:txt复制 reject(task);
代码语言:txt复制 else {
代码语言:txt复制 super.getQueue().add(task);
代码语言:txt复制 if (isShutdown() &&
代码语言:txt复制 !canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic()) &&
代码语言:txt复制 remove(task))
代码语言:txt复制 task.cancel(false);
代码语言:txt复制 else
代码语言:txt复制 //预处理
代码语言:txt复制 ensurePrestart();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制}
代码语言:txt复制其中super.getQueue()得到的是一个自定义的new DelayedWorkQueue()阻塞队列,数据存储方面也是一个最小堆结构的队列,这一点在初始化new ScheduledThreadPoolExecutor()的时候,可以看出!
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
代码语言:txt复制 super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
代码语言:txt复制 new DelayedWorkQueue());
代码语言:txt复制}
代码语言:txt复制打开源码可以看到,DelayedWorkQueue其实是ScheduledThreadPoolExecutor中的一个静态内部类,在添加的时候,会将任务加入到RunnableScheduledFuture数组中。然后调用线程池的ensurePrestart方法将任务添加到线程池。调用链:addWorker->t.run->new Worker.run-> runWorker->Runnable r = timed ?undefined workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :undefined workQueue.take();->task.run->RunnableScheduledFuture.run
static class DelayedWorkQueue extends AbstractQueue<Runnable>
代码语言:txt复制 implements BlockingQueue<Runnable> {
代码语言:txt复制 private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
代码语言:txt复制 private RunnableScheduledFuture<?>[] queue =
代码语言:txt复制 new RunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];
代码语言:txt复制 private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
代码语言:txt复制 private int size = 0;
代码语言:txt复制 //....
代码语言:txt复制 public boolean add(Runnable e) {
代码语言:txt复制 return offer(e);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public boolean offer(Runnable x) {
代码语言:txt复制 if (x == null)
代码语言:txt复制 throw new NullPointerException();
代码语言:txt复制 RunnableScheduledFuture<?> e = (RunnableScheduledFuture<?>)x;
代码语言:txt复制 final ReentrantLock lock = this.lock;
代码语言:txt复制 lock.lock();
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 int i = size;
代码语言:txt复制 if (i >= queue.length)
代码语言:txt复制 grow();
代码语言:txt复制 size = i 1;
代码语言:txt复制 if (i == 0) {
代码语言:txt复制 queue[0] = e;
代码语言:txt复制 setIndex(e, 0);
代码语言:txt复制 } else {
代码语言:txt复制 siftUp(i, e);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 if (queue[0] == e) {
代码语言:txt复制 leader = null;
代码语言:txt复制 available.signal();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 lock.unlock();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 return true;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public RunnableScheduledFuture<?> take() throws InterruptedException {
代码语言:txt复制 final ReentrantLock lock = this.lock;
代码语言:txt复制 lock.lockInterruptibly();
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 for (;;) {
代码语言:txt复制 RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];
代码语言:txt复制 if (first == null)
代码语言:txt复制 available.await();
代码语言:txt复制 else {
代码语言:txt复制 long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
代码语言:txt复制 if (delay <= 0)
代码语言:txt复制 return finishPoll(first);
代码语言:txt复制 first = null; // don't retain ref while waiting
代码语言:txt复制 if (leader != null)
代码语言:txt复制 available.await();
代码语言:txt复制 else {
代码语言:txt复制 Thread thisThread = Thread.currentThread();
代码语言:txt复制 leader = thisThread;
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 available.awaitNanos(delay);
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 if (leader == thisThread)
代码语言:txt复制 leader = null;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 if (leader == null && queue[0] != null)
代码语言:txt复制 available.signal();
代码语言:txt复制 lock.unlock();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制}
- 回到我们最开始说到的ScheduledFutureTask任务线程类,最终执行任务的其实就是它
代码语言:txt复制ScheduledFutureTask任务线程,才是真正执行任务的线程类,只是绕了一圈,做了很多包装,run()方法就是真正执行定时任务的方法。
private class ScheduledFutureTask<V>
代码语言:txt复制 extends FutureTask<V> implements RunnableScheduledFuture<V> {
代码语言:txt复制 /** Sequence number to break ties FIFO */
代码语言:txt复制 private final long sequenceNumber;
代码语言:txt复制 /** The time the task is enabled to execute in nanoTime units */
代码语言:txt复制 private long time;
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Period in nanoseconds for repeating tasks. A positive
* value indicates fixed-rate execution. A negative value
* indicates fixed-delay execution. A value of 0 indicates a
* non-repeating task.
*/
private final long period;
代码语言:txt复制 /** The actual task to be re-enqueued by reExecutePeriodic */
代码语言:txt复制 RunnableScheduledFuture<V> outerTask = this;
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Overrides FutureTask version so as to reset/requeue if periodic.
*/
public void run() {
boolean periodic = isPeriodic();
if (!canRunInCurrentRunState(periodic))
cancel(false);
else if (!periodic)//非周期性定时任务
ScheduledFutureTask.super.run();
else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) {//周期性定时任务,需要重置
setNextRunTime();
reExecutePeriodic(outerTask);
}
}
代码语言:txt复制 //...
代码语言:txt复制}
3.3、小结
ScheduledExecutorService 相比 Timer 定时器,完美的解决上面说到的 Timer 存在的两个缺点!
在单体应用里面,使用 ScheduledExecutorService 可以解决大部分需要使用定时任务的业务需求!
但是这是否意味着它是最佳的解决方案呢?
我们发现线程池中 ScheduledExecutorService 的排序容器跟 Timer
一样,都是采用最小堆的存储结构,新任务加入排序效率是O(log(n)),执行取任务是O(1)。
这里的写入排序效率其实是有空间可提升的,有可能优化到O(1)的时间复杂度,也就是我们下面要介绍的 时间轮实现 !
2.3 DelayQueue
DelayQueue是一个无界延时队列,内部有一个优先队列,可以重写compare接口,按照我们想要的方式进行排序。
实现Demo
代码语言:txt复制 public static void main(String[] args) throws Exception {
代码语言:txt复制 DelayQueue<Order> orders = new DelayQueue<>();
代码语言:txt复制 Order order1 = new Order(1000, "1x");
代码语言:txt复制 Order order2 = new Order(2000, "2x");
代码语言:txt复制 Order order3 = new Order(3000, "3x");
代码语言:txt复制 Order order4 = new Order(4000, "4x");
代码语言:txt复制 orders.add(order1);
代码语言:txt复制 orders.add(order2);
代码语言:txt复制 orders.add(order3);
代码语言:txt复制 orders.add(order4);
代码语言:txt复制 for (; ; ) {
代码语言:txt复制 //没有到期会阻塞
代码语言:txt复制 Order take = orders.take();
代码语言:txt复制 System.out.println(take);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制}
代码语言:txt复制class Order implements Delayed {
代码语言:txt复制 @Override
代码语言:txt复制 public String toString() {
代码语言:txt复制 return "DelayedElement{" "delay=" delayTime
代码语言:txt复制 ", expire=" expire
代码语言:txt复制 ", data='" data '''
代码语言:txt复制 '}';
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 Order(long delay, String data) {
代码语言:txt复制 delayTime = delay;
代码语言:txt复制 this.data = data;
代码语言:txt复制 expire = System.currentTimeMillis() delay;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private final long delayTime; //延迟时间
代码语言:txt复制 private final long expire; //到期时间
代码语言:txt复制 private String data; //数据
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * 剩余时间=到期时间-当前时间
*/
@Override
public long getDelay(TimeUnit unit) {
return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
}
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * 优先队列里面优先级规则
*/
@Override
public int compareTo(Delayed o) {
return (int) (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
}
从源码可以看出,DelayQueue的offer和take方法调用的是优先队列的offer和take。并且使用了ReetrtantLock保证线程安全
代码语言:txt复制 public boolean offer(E e) {
代码语言:txt复制 final ReentrantLock lock = this.lock;
代码语言:txt复制 lock.lock();
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 q.offer(e);
代码语言:txt复制 if (q.peek() == e) {
代码语言:txt复制 leader = null;
代码语言:txt复制 available.signal();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 return true;
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 lock.unlock();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制public E take() throws InterruptedException {
代码语言:txt复制 final ReentrantLock lock = this.lock;
代码语言:txt复制 lock.lockInterruptibly();
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 for (;;) {
代码语言:txt复制 E first = q.peek();
代码语言:txt复制 if (first == null)
代码语言:txt复制 available.await();
代码语言:txt复制 else {
代码语言:txt复制 long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
代码语言:txt复制 if (delay <= 0)
代码语言:txt复制 return q.poll();
代码语言:txt复制 first = null; // don't retain ref while waiting
代码语言:txt复制 if (leader != null)
代码语言:txt复制 available.await();
代码语言:txt复制 else {
代码语言:txt复制 Thread thisThread = Thread.currentThread();
代码语言:txt复制 leader = thisThread;
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 available.awaitNanos(delay);
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 if (leader == thisThread)
代码语言:txt复制 leader = null;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 if (leader == null && q.peek() != null)
代码语言:txt复制 available.signal();
代码语言:txt复制 lock.unlock();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
https://my.oschina.net/u/2474629/blog/1919127
3. 时间轮实现
代码实现:支持秒级别的循环队列,从下标最小的任务集合开始,提交到线程池执行。然后休眠1s,指针移动到下一个下标处。
所谓时间轮(RingBuffer)实现,从数据结构上看,简单的说就是循环队列,从名称上看可能感觉很抽象。
它其实就是一个环形的数组,如图所示,假设我们创建了一个长度为 8 的时间轮。
image
插入、取值流程:
- 1.当我们需要新建一个 1s 延时任务的时候,则只需要将它放到下标为 1 的那个槽中,2、3、...、7也同样如此。
- 2.而如果是新建一个 10s 的延时任务,则需要将它放到下标为 2 的槽中,但同时需要记录它所对应的圈数,也就是 1 圈,不然就和 2 秒的延时消息重复了
- 3.当创建一个 21s 的延时任务时,它所在的位置就在下标为 5 的槽中,同样的需要为他加上圈数为 2,依次类推...
因此,总结起来有两个核心的变量:
- 数组下标:表示某个任务延迟时间,从数据操作上对执行时间点进行取余
- 圈数:表示需要循环圈数
通过这张图可以更直观的理解!
image
当我们需要取出延时任务时,只需要每秒往下移动这个指针,然后取出该位置的所有任务即可,取任务的时间消耗为O(1)。
当我们需要插入任务,也只需要计算出对应的下表和圈数,即可将任务插入到对应的数组位置中,插入任务的时间消耗为O(1)。
如果时间轮的槽比较少,会导致某一个槽上的任务非常多,那么效率也比较低,这就和 HashMap 的 hash
冲突是一样的,因此在设计槽的时候不能太大也不能太小。
代码语言:txt复制package com.hui.hui;
代码语言:txt复制import java.util.Collection;
代码语言:txt复制import java.util.HashSet;
代码语言:txt复制import java.util.Map;
代码语言:txt复制import java.util.Set;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.ExecutorService;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.Executors;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.TimeUnit;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.locks.Condition;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.locks.Lock;
代码语言:txt复制import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
代码语言:txt复制public class RingBuffer {
代码语言:txt复制 private static final int STATIC_RING_SIZE = 64;
代码语言:txt复制 private Object[] ringBuffer;
代码语言:txt复制 private int bufferSize;
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * business thread pool
*/
private ExecutorService executorService;
代码语言:txt复制 private volatile int size = 0;
代码语言:txt复制 /***
代码语言:txt复制 * task stop sign
*/
private volatile boolean stop = false;
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * task start sign
*/
private volatile AtomicBoolean start = new AtomicBoolean(false);
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * total tick times
*/
private AtomicInteger tick = new AtomicInteger();
代码语言:txt复制 private Lock lock = new ReentrantLock();
代码语言:txt复制 private Condition condition = lock.newCondition();
代码语言:txt复制 private AtomicInteger taskId = new AtomicInteger();
代码语言:txt复制 private Map<Integer, Task> taskMap = new ConcurrentHashMap<>(16);
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Create a new delay task ring buffer by default size
*
* @param executorService the business thread pool
*/
public RingBuffer(ExecutorService executorService) {
this.executorService = executorService;
this.bufferSize = STATIC_RING_SIZE;
this.ringBuffer = new Object[bufferSize];
}
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Create a new delay task ring buffer by custom buffer size
*
* @param executorService the business thread pool
* @param bufferSize custom buffer size
*/
public RingBuffer(ExecutorService executorService, int bufferSize) {
this(executorService);
代码语言:txt复制 if (!powerOf2(bufferSize)) {
代码语言:txt复制 throw new RuntimeException("bufferSize=[" bufferSize "] must be a power of 2");
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 this.bufferSize = bufferSize;
代码语言:txt复制 this.ringBuffer = new Object[bufferSize];
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Add a task into the ring buffer(thread safe)
*
* @param task business task extends {@link Task}
*/
public int addTask(Task task) {
int key = task.getKey();
int id;
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 lock.lock();
代码语言:txt复制 int index = mod(key, bufferSize);
代码语言:txt复制 task.setIndex(index);
代码语言:txt复制 Set<Task> tasks = get(index);
代码语言:txt复制 int cycleNum = cycleNum(key, bufferSize);
代码语言:txt复制 if (tasks != null) {
代码语言:txt复制 task.setCycleNum(cycleNum);
代码语言:txt复制 tasks.add(task);
代码语言:txt复制 } else {
代码语言:txt复制 task.setIndex(index);
代码语言:txt复制 task.setCycleNum(cycleNum);
代码语言:txt复制 Set<Task> sets = new HashSet<>();
代码语言:txt复制 sets.add(task);
代码语言:txt复制 put(key, sets);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 id = taskId.incrementAndGet();
代码语言:txt复制 task.setTaskId(id);
代码语言:txt复制 taskMap.put(id, task);
代码语言:txt复制 size ;
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 lock.unlock();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 start();
代码语言:txt复制 return id;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Cancel task by taskId
*
* @param id unique id through {@link #addTask(Task)}
* @return
*/
public boolean cancel(int id) {
代码语言:txt复制 boolean flag = false;
代码语言:txt复制 Set<Task> tempTask = new HashSet<>();
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 lock.lock();
代码语言:txt复制 Task task = taskMap.get(id);
代码语言:txt复制 if (task == null) {
代码语言:txt复制 return false;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 Set<Task> tasks = get(task.getIndex());
代码语言:txt复制 for (Task tk : tasks) {
代码语言:txt复制 if (tk.getKey() == task.getKey() && tk.getCycleNum() == task.getCycleNum()) {
代码语言:txt复制 size--;
代码语言:txt复制 flag = true;
代码语言:txt复制 taskMap.remove(id);
代码语言:txt复制 } else {
代码语言:txt复制 tempTask.add(tk);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 //update origin data
代码语言:txt复制 ringBuffer[task.getIndex()] = tempTask;
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 lock.unlock();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 return flag;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Thread safe
*
* @return the size of ring buffer
*/
public int taskSize() {
return size;
}
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Same with method {@link #taskSize}
*
* @return
*/
public int taskMapSize() {
return taskMap.size();
}
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Start background thread to consumer wheel timer, it will always run until you call method {@link #stop}
*/
public void start() {
if (!start.get()) {
System.out.println("Delay task is starting");
if (start.compareAndSet(start.get(), true)) {
Thread job = new Thread(new TriggerJob());
job.setName("consumer RingBuffer thread");
job.start();
start.set(true);
}
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Stop consumer ring buffer thread
*
* @param force True will force close consumer thread and discard all pending tasks
* otherwise the consumer thread waits for all tasks to completes before closing.
*/
public void stop(boolean force) {
if (force) {
stop = true;
executorService.shutdownNow();
} else {
System.out.println("Delay task is stopping");
if (taskSize() > 0) {
try {
lock.lock();
condition.await();
stop = true;
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("InterruptedException" e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
executorService.shutdown();
}
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private Set<Task> get(int index) {
代码语言:txt复制 return (Set<Task>) ringBuffer[index];
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private void put(int key, Set<Task> tasks) {
代码语言:txt复制 int index = mod(key, bufferSize);
代码语言:txt复制 ringBuffer[index] = tasks;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * Remove and get task list.
*
* @param key
* @return task list
*/
private Set<Task> remove(int key) {
Set<Task> tempTask = new HashSet<>();
Set<Task> result = new HashSet<>();
代码语言:txt复制 Set<Task> tasks = (Set<Task>) ringBuffer[key];
代码语言:txt复制 if (tasks == null) {
代码语言:txt复制 return result;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 for (Task task : tasks) {
代码语言:txt复制 if (task.getCycleNum() == 0) {
代码语言:txt复制 result.add(task);
代码语言:txt复制 size2Notify();
代码语言:txt复制 } else {
代码语言:txt复制 // decrement 1 cycle number and update origin data
代码语言:txt复制 task.setCycleNum(task.getCycleNum() - 1);
代码语言:txt复制 tempTask.add(task);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 // remove task, and free the memory.
代码语言:txt复制 taskMap.remove(task.getTaskId());
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 //update origin data
代码语言:txt复制 ringBuffer[key] = tempTask;
代码语言:txt复制 return result;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private void size2Notify() {
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 lock.lock();
代码语言:txt复制 size--;
代码语言:txt复制 if (size == 0) {
代码语言:txt复制 condition.signal();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 } finally {
代码语言:txt复制 lock.unlock();
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private boolean powerOf2(int target) {
代码语言:txt复制 if (target < 0) {
代码语言:txt复制 return false;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 int value = target & (target - 1);
代码语言:txt复制 if (value != 0) {
代码语言:txt复制 return false;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 return true;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private int mod(int target, int mod) {
代码语言:txt复制 // equals target % mod
代码语言:txt复制 target = target tick.get();
代码语言:txt复制 return target & (mod - 1);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private int cycleNum(int target, int mod) {
代码语言:txt复制 //equals target/mod
代码语言:txt复制 return target >> Integer.bitCount(mod - 1);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * An abstract class used to implement business.
*/
public abstract static class Task extends Thread {
代码语言:txt复制 private int index;
代码语言:txt复制 private int cycleNum;
代码语言:txt复制 private int key;
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * The unique ID of the task
*/
private int taskId;
代码语言:txt复制 @Override
代码语言:txt复制 public void run() {
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public int getKey() {
代码语言:txt复制 return key;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 /**
代码语言:txt复制 * @param key Delay time(seconds)
*/
public void setKey(int key) {
this.key = key;
}
代码语言:txt复制 public int getCycleNum() {
代码语言:txt复制 return cycleNum;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private void setCycleNum(int cycleNum) {
代码语言:txt复制 this.cycleNum = cycleNum;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public int getIndex() {
代码语言:txt复制 return index;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private void setIndex(int index) {
代码语言:txt复制 this.index = index;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public int getTaskId() {
代码语言:txt复制 return taskId;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public void setTaskId(int taskId) {
代码语言:txt复制 this.taskId = taskId;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 private class TriggerJob implements Runnable {
代码语言:txt复制 @Override
代码语言:txt复制 public void run() {
代码语言:txt复制 int index = 0;
代码语言:txt复制 while (!stop) {
代码语言:txt复制 try {
代码语言:txt复制 Set<Task> tasks = remove(index);
代码语言:txt复制 for (Task task : tasks) {
代码语言:txt复制 executorService.submit(task);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 if ( index > bufferSize - 1) {
代码语言:txt复制 index = 0;
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 //Total tick number of records
代码语言:txt复制 tick.incrementAndGet();
代码语言:txt复制 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
代码语言:txt复制 } catch (Exception e) {
代码语言:txt复制 System.out.println("Exception" e);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 System.out.println("Delay task has stopped");
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public static void main(String[] args) {
代码语言:txt复制 RingBuffer ringBufferWheel = new RingBuffer(Executors.newFixedThreadPool(2));
代码语言:txt复制 for (int i = 0; i < 3; i ) {
代码语言:txt复制 RingBuffer.Task job = new Job();
代码语言:txt复制 job.setKey(i);
代码语言:txt复制 ringBufferWheel.addTask(job);
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 public static class Job extends RingBuffer.Task {
代码语言:txt复制 @Override
代码语言:txt复制 public void run() {
代码语言:txt复制 System.out.println("test5" getIndex());
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制 }
代码语言:txt复制}
二、分布式
之前说的单机实现,一旦服务器重启,那么延时任务会丢失,而分布式的方案则不会丢失任务。
Redis ZSet实现
- 底层实现:Redis的底层实现是当key大小小于某个阈值,并且键值对个数小于某个阈值(都可配置),使用ZipList实现,否则使用SkipList和Hash实现,SkipList中按照score排序,hash存储成员到分数的映射。
- ZSet API
- 添加,如果值存在添加,将会重新排序。zaddundefined127.0.0.1:6379>zadd myZSet 1 zlh ---添加分数为1,值为zlh的zset集合
- 查看zset集合的成员个数。zcardundefined127.0.0.1:6379>zcard myZSet
- 查看Zset指定范围的成员,withscores为输出结果带分数。zrangeundefined127.0.0.1:6379>zrange mZySet 0 -1 ----0为开始,-1为结束,输出顺序结果为: zlh tom jim
- 获取zset成员的下标位置,如果值不存在返回null。zrankundefined127.0.0.1:6379>zrank mZySet Jim ---Jim的在zset集合中的下标为2
- 获取zset集合指定分数之间存在的成员个数。zcountundefined127.0.0.1:6379>zcount mySet 1 3 ---输出分数>=1 and 分数 <=3的成员个数为3
- 实现思路:
- 添加任务时,将当前时间 延时时间作为SkipList的分词,job的key作为成员标识加入ZSet
- 搬运线程开启定时任务,将在当前时间戳之前的任务添加到队列中
- 开启消费线程,无限循环,超时从队列获取Job,将任务放到线程池中消费
- 添加任务,消费线程,搬运线程,都需要获取Redis分布式锁