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  • 调度线程池ScheduledThreadPoolExecutor源码解析

    前言

    可以用来很方便实现我们的调度任务,具体使用可以参考 这篇文章,那大家知道它是怎么实现的吗,本文就带大家来揭晓谜底。

    实现机制分析

    我们先思考下,如果让大家去实现 可以周期性执行任务的功能,需要考虑哪些方面呢?

    1. 的整体实现思路是什么呢?

    答: 我们是不是可以继承线程池类,按照线程池的思路,将任务先丢到阻塞队列中,等到时间到了,工作线程就从阻塞队列获取任务执行。

    1. 如何实现等到了未来的时间点就开始执行呢?

    答: 我们可以根据参数获取这个任务还要多少时间执行,那么我们是不是可以从阻塞队列中获取任务的时候,通过条件队列的的 方法,阻塞一定时间。

    1. 如何实现 任务的重复性执行呢?

    答:这就更加简单了,任务执行完成后,把她再次加入到队列不就行了吗。

    调度线程池ScheduledThreadPoolExecutor源码解析

    源码解析

    类结构图

    调度线程池ScheduledThreadPoolExecutor源码解析

    的类结构图如上图所示,很明显它是在我们的线程池 框架基础上扩展的。

    • :实现了该接口,封装了调度相关的API

    • :继承了该类,保留了线程池的能力和整个实现的框架

    • :内部类,延迟阻塞队列。

    • :延迟任务对象,包含了任务、任务状态、剩余的时间、结果等信息。

    重要属性

    通过 类的成员属性,我们可以了解它的数据结构。

    1. 后是否继续执行周期任务(重复执行)

    1. 后是否继续执行延迟任务(只执行一次)

    1. 调用 方法后,是否将该任务从队列中移除,默认false

    1. 任务的序列号,保证FIFO队列的顺序,用来比较优先级

    1. 延迟任务类

    • 继承 ,实现 接口,无论是 还是 ,无论是否需要延迟和定时,所有的任务都会被封装成 。

    • 该类具有延迟执行的特点, 覆盖 的 方法来实现对延时执行、周期执行的支持。

    • 对于延时任务调用 ,而对于周期性任务则调用 并且在成功之后根据 模式来设置下次执行时间并重新将任务塞到工作队列。

    • 成员属性如下:

    1. 延迟队列

    • 是支持延时获取元素的阻塞队列, 内部采用优先队列 PriorityQueue(小根堆、满二叉树)存储元素。

    • 内部数据结构是数组,所以延迟队列出队头元素后需要让其他元素(尾)替换到头节点,防止空指针异常。

    • 成员属性如下:

    提交延迟任务 原理

    延迟执行方法,并指定延迟执行的时间,只会执行一次。

    1. 方法是延迟任务方法的入口。

    1. 该方法是封装延迟任务

    • 调用 方法计算延迟的时间。

    • 调用 的构造方法封装为延迟任务

    • 调用 方法装饰延迟任务

    提交周期任务 原理

    按照固定的评率周期性的执行任务,捕手renwu,一次任务的启动到下一次任务的启动的间隔

    提交周期任务 原理

    按照指定的延时周期性执行任务,上一个任务执行完毕后,延时一定时间,再次执行任务。

    执行任务 原理

    上面多种提交任务的方式,殊途同归,最终都会调用 方法执行延迟或者周期任务。

    • 方法是执行延迟任务的入口

    • 方法开启线程执行

    方法实际上父类 的方法,这个方法在该文章 中详细介绍过,这边做个总结:

    • 如果线程池中工作线程数量小于最大线程数,创建工作线程,执行任务。

    • 如果线程池重工作线程数量大于最大线程数,直接返回。

    获取延迟任务take()原理

    目前工作线程已经创建好了,工作线程开始工作了,它会从阻塞队列中获取延迟任务执行,这部分也是线程池里面的原理,不做展开,那我们看下它是如何实现延迟执行的? 主要关注如何从阻塞队列中获取任务。

    1. 方法获取延迟任务

    • 该方法会在上面的 方法创建工作线程后,工作线程中循环持续调用 方法获取延迟任务。

    • 该方法主要获取延迟队列中任务延迟时间小于等于0 的任务。

    • 如果延迟时间不小于0,那么调用条件队列的 阻塞方法等待一段时间,等时间到了,延迟时间自然小于等于0了。

    • 获取到任务后,工作线程就可以开始执行调度任务了。

    1. 方法获取到任务后执行

    该方法主要做两个事情, 获取头节点并调整堆,重新选择延迟时间最小的节点放入头部。

    延迟任务运行的原理

    从延迟队列中获取任务后,工作线程会调用延迟任务的run()方法执行任务。

    1. 方法运行任务

    • 调用 方法判断任务是否是周期性任务还是非周期性任务

    • 如果任务是非周期任务,就调用父类的 执行一次

    • 如果任务是非周期任务,就调用父类的 , 返回true会设置下一次的执行时间,重新放入线程池的阻塞队列中,等待下次获取执行

    1. 执行周期性任务

    • 周期任务正常完成后任务的状态不会变化,依旧是 NEW,不会设置 outcome 属性。

    • 但是如果本次任务执行出现异常,会进入 setException 方法将任务状态置为异常,把异常保存在 outcome 中。

    • 方法返回 false,后续的该任务将不会再周期的执行

    1. 设置下次执行时间

    • 如果属性period大于0,表示 模式,直接加上period时间即可。

    • 如果属性period小于等于0, 表示是 模式, 调用triggerTime重新计算下次时间。

    1. ,重新放入阻塞任务队列,等待获取,进行下一轮执行

    结束语

    本文讲解了 执行的实现原理,如果对大家帮助的话,留下一个赞。

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