ScheduledThreadPoolExecutor详解。ScheduledThreadPoolExecutor详解。

       本文主要分为两个部分,第一部分首先会指向ScheduledThreadPoolExecutor进行简短的介绍,并且会介绍其根本API的利用方式,然后介绍了那个用时的注意点,第二片段则着重对ScheduledThreadPoolExecutor的实现细节进行介绍。

       本文主要分为两单部分,第一片首先会针对ScheduledThreadPoolExecutor进行简易的牵线,并且会介绍该重要性API的使用方法,然后介绍了其下时的注意点,第二有则要害针对ScheduledThreadPoolExecutor的实现细节进行介绍。

1. 利用简介

       ScheduledThreadPoolExecutor是一个使用线程池执行定时任务之好像,相较于Java被提供的另一个执定时任务的类Timer,其利害攸关发生如下两只长:

  • 利用多线程执行任务,不用操心任务尽时间过长如果导致任务相互阻塞的情况,Timer是单线程执行之,因而会面世这个题材;
  • 不用顾虑任务履行进程被,如果线程失活,其会新建线程执行任务,Timer类的单线程挂掉后是不会见再度创设线程执行后续任务的。

       除去上述两独优点外,ScheduledThreadPoolExecutor还提供了非常灵活的API,用于执行任务。其任务的施行政策要分为两格外类:①于一定延迟之后才实行同一次于有任务;②以必延迟之后周期性的实行某任务。如下是那利害攸关API:

public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit);
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit);
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
                                                 long initialDelay, long delay, TimeUnit unit);
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
                                                  long initialDelay, long period, TimeUnit unit);

       上述四独方法吃,第一个同次单办法属于第一近乎,即于delay指定的推之后执行第一个参数所指定的任务,区别在,第二只措施执行后会起归值,而首先单方法执行后是没有返回值的。第三独与季独点子则属第二类似,即在第二单参数(initialDelay)指定的时光后开始周期性的履任务,执行周期间隔为老三只参数指定的年月,但是就半独法子的界别在第三单办法执行任务之间隔是稳的,无论上一个任务是否履行到位,而第四单道的履时间隔是休固定的,其会晤以周期任务的达一个职责尽好以后才起来算计时,并当指定时间间隔之后才开始施行任务。如下是采取scheduleWithFixedDelay()和scheduleAtFixedRate()方法修的测试用例:

public class ScheduledThreadPoolExecutorTest {
  private ScheduledThreadPoolExecutor executor;
  private Runnable task;

  @Before
  public void before() {
    executor = initExecutor();
    task = initTask();
  }

  private ScheduledThreadPoolExecutor initExecutor() {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(2);;
  }

  private Runnable initTask() {
    long start = System.currentTimeMillis();
    return () -> {
      print("start task: " + getPeriod(start, System.currentTimeMillis()));
      sleep(SECONDS, 10);
      print("end task: " + getPeriod(start, System.currentTimeMillis()));
    };
  }

  @Test
  public void testFixedTask() {
    print("start main thread");
    executor.scheduleAtFixedRate(task, 15, 30, SECONDS);
    sleep(SECONDS, 120);
    print("end main thread");
  }

  @Test
  public void testDelayedTask() {
    print("start main thread");
    executor.scheduleWithFixedDelay(task, 15, 30, SECONDS);
    sleep(SECONDS, 120);
    print("end main thread");
  }

  private void sleep(TimeUnit unit, long time) {
    try {
      unit.sleep(time);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  private int getPeriod(long start, long end) {
    return (int)(end - start) / 1000;
  }

  private void print(String msg) {
    System.out.println(msg);
  }
}

       可以视,上述两单测试用例代码块为主是均等的,区别在于第一独用例调用的是scheduleAtFixedRate()方法,而第二单用例调用的是scheduleWithFixedDelay()。这里少独用例都是装的以推15s后每个30s执行同一糟指定的职责,而该任务执行时长为10s。如下分别是当时点儿只测试用例的实施结果:

start main thread
start task: 15
end task: 25
start task: 45
end task: 55
start task: 75
end task: 85
start task: 105
end task: 115
end main thread

start main thread
start task: 15
end task: 25
start task: 55
end task: 65
start task: 95
end task: 105
end main thread

      对比上述执行结果可以看,对于scheduleAtFixedRate()方法,其每次执行任务的起来时间隔都也定位不更换的30s,与任务执行时长无关,而对于scheduleWithFixedDelay()方法,其每次执行任务的上马日间隔都也上次任务履行时间增长指定的时刻间隔。

       这里关于ScheduledThreadPoolExecutor的应用有三触及需要征如下:

  • ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor(ThreadPoolExecutor详解),因而为发继承而来之execute()和submit()方法,但是ScheduledThreadPoolExecutor重写了这片单办法,重写的不二法门是一直开立两独马上实施并且只实行同一次的天职;
  • ScheduledThreadPoolExecutor使用ScheduledFutureTask封装每个需要实行之职责,而任务还是加大入DelayedWorkQueue队列中之,该队是一个以数组实现的先队列,在调用ScheduledFutureTask::cancel()方法时,其会晤基于removeOnCancel变量的安来确认是不是要用当前任务真正的于队列中移除,而非单独是标识其也早已删除状态;
  • ScheduledThreadPoolExecutor提供了一个钩子方法decorateTask(Runnable,
    RunnableScheduledFuture)用于对施行的职责展开装修,该措施第一个参数是调用方传入的职责实例,第二只参数则是利用ScheduledFutureTask对用户传入任务实例进行包装后的实例。这里要留意的凡,在ScheduledFutureTask对象吃生出一个heapIndex变量,该变量用于记录时实例处于队列数组中之下标位置,该变量可以将诸如contains(),remove()等办法的日复杂度从O(N)降低至O(logN),因而效率提升是于大之,但是要是这里用户还写decorateTask()方法封装了班中之职责实例,那么heapIndex的优化就不设有了,因而此强烈建议是尽量不要再写该法,或者重写时为要复用ScheduledFutureTask类。

1. 以简介

       ScheduledThreadPoolExecutor是一个使用线程池执行定时任务之近乎,相较于Java被提供的别样一个实施定时任务之类Timer,其重要有如下两只亮点:

  • 运多线程执行任务,不用顾虑任务履行时了长如果致使任务相互阻塞的情况,Timer是单线程执行的,因而会现出这题目;
  • 绝不担心任务履行过程中,如果线程失活,其见面新建线程执行任务,Timer类的单线程挂掉后是休会见还创设线程执行后续任务之。

       除去上述两只长外,ScheduledThreadPoolExecutor还提供了非常灵活的API,用于执行任务。其职责的实行策略要分为两颇接近:①当必然延迟之后只是实行同一涂鸦有任务;②每当一定延迟之后周期性的实践某任务。如下是彼重要性API:

public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit);
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit);
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
                                                 long initialDelay, long delay, TimeUnit unit);
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
                                                  long initialDelay, long period, TimeUnit unit);

       上述四单措施吃,第一只跟次独艺术属于第一类似,即以delay指定的推移之后执行第一只参数所指定的任务,区别在,第二个主意执行后会起归值,而首先独道执行后是尚未返回值的。第三单跟季单方式则属第二好像,即当亚独参数(initialDelay)指定的时以后开始周期性的执行任务,执行周期间隔为老三独参数指定的时间,但是就片单措施的界别在第三独艺术执行任务之区间是永恒的,无论上一个任务是否尽好,而第四独办法的执行时间隔是无固定的,其见面于周期任务的直达一个职责履行到位以后才开计时,并在指定时间间隔之后才起推行任务。如下是采用scheduleWithFixedDelay()和scheduleAtFixedRate()方法修的测试用例:

public class ScheduledThreadPoolExecutorTest {
  private ScheduledThreadPoolExecutor executor;
  private Runnable task;

  @Before
  public void before() {
    executor = initExecutor();
    task = initTask();
  }

  private ScheduledThreadPoolExecutor initExecutor() {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(2);;
  }

  private Runnable initTask() {
    long start = System.currentTimeMillis();
    return () -> {
      print("start task: " + getPeriod(start, System.currentTimeMillis()));
      sleep(SECONDS, 10);
      print("end task: " + getPeriod(start, System.currentTimeMillis()));
    };
  }

  @Test
  public void testFixedTask() {
    print("start main thread");
    executor.scheduleAtFixedRate(task, 15, 30, SECONDS);
    sleep(SECONDS, 120);
    print("end main thread");
  }

  @Test
  public void testDelayedTask() {
    print("start main thread");
    executor.scheduleWithFixedDelay(task, 15, 30, SECONDS);
    sleep(SECONDS, 120);
    print("end main thread");
  }

  private void sleep(TimeUnit unit, long time) {
    try {
      unit.sleep(time);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  private int getPeriod(long start, long end) {
    return (int)(end - start) / 1000;
  }

  private void print(String msg) {
    System.out.println(msg);
  }
}

       可以看来,上述两独测试用例代码块为主是同一的,区别在于第一单用例调用的是scheduleAtFixedRate()方法,而第二独用例调用的是scheduleWithFixedDelay()。这里少单用例都是设置的于推15s后每个30s执行同一次指定的职责,而该任务执行时长为10s。如下分别是及时片个测试用例的推行结果:

start main thread
start task: 15
end task: 25
start task: 45
end task: 55
start task: 75
end task: 85
start task: 105
end task: 115
end main thread

start main thread
start task: 15
end task: 25
start task: 55
end task: 65
start task: 95
end task: 105
end main thread

      对比上述执行结果可以看到,对于scheduleAtFixedRate()方法,其每次执行任务的初步时间隔都也固定不更换的30s,与任务尽时长无关,而于scheduleWithFixedDelay()方法,其每次执行任务的开始时间隔都也上次职责履行时间增长指定的年华间隔。

       这里关于ScheduledThreadPoolExecutor的运用产生三碰用证明如下:

  • ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor(ThreadPoolExecutor详解),因而为出持续而来之execute()和submit()方法,但是ScheduledThreadPoolExecutor重写了立有限只艺术,重写的主意是一直开立两单马上实施并且就实行同一不成的天职;
  • ScheduledThreadPoolExecutor使用ScheduledFutureTask封装每个需要履行的职责,而任务都是推广入DelayedWorkQueue队列中之,该队是一个使用数组实现的事先队列,在调用ScheduledFutureTask::cancel()方法时,其见面因removeOnCancel变量的安来确认是不是要将当前任务真正的于队列中移除,而非只是是标识其也都抹状态;
  • ScheduledThreadPoolExecutor提供了一个钩子方法decorateTask(Runnable,
    RunnableScheduledFuture)用于对推行之职责进行装饰,该方式第一只参数是调用方传入的任务实例,第二个参数则是运ScheduledFutureTask对用户传入任务实例进行包装后的实例。这里要专注的凡,在ScheduledFutureTask对象中发生一个heapIndex变量,该变量用于记录时实例处于队列数组中之下标位置,该变量可以用诸如contains(),remove()等措施的时日复杂度从O(N)降低至O(logN),因而效率提升是比较大之,但是只要这里用户更写decorateTask()方法封装了行中的任务实例,那么heapIndex的优化就无存在了,因而此强烈建议是硬着头皮不要再写该措施,或者重写时为要复用ScheduledFutureTask类。

2. 源码详解

2. 源码详解

2.1 主要性能

       ScheduledThreadPoolExecutor主要出四独特性,分别如下:

private volatile boolean continueExistingPeriodicTasksAfterShutdown;

private volatile boolean executeExistingDelayedTasksAfterShutdown = true;

private volatile boolean removeOnCancel = false;

private static final AtomicLong sequencer = new AtomicLong();
  • continueExistingPeriodicTasksAfterShutdown:用于标识当前Executor对象shutdown时,是否继续执行已经有吃任务队列中之定时任务(调用scheduleAtFixedRate()方法变的天职);
  • executeExistingDelayedTasksAfterShutdown:用于标识当前Executor对象shutdown时,是否继续执行已经存在于任务队列中之定时任务(调用scheduleWithFixedDelay()方法变的天职);
  • removeOnCancel:用于标识如果当前任务已经撤回了,是否将该从任务队列中确实的移除,而无特是标识其为除去状态;
  • sequencer:其为一个AtomicLong类型的变量,该变量记录了当前任务为创造时凡第几独任务的一个序号,这个序号的重点用于确认当半只任务开始推行时间一致时具体哪个任务先实施,比如简单单任务之启幕施行时还为1515847881158,那么序号小之天职将先期实行。

2.1 主要性能

       ScheduledThreadPoolExecutor主要有四个属性,分别如下:

private volatile boolean continueExistingPeriodicTasksAfterShutdown;

private volatile boolean executeExistingDelayedTasksAfterShutdown = true;

private volatile boolean removeOnCancel = false;

private static final AtomicLong sequencer = new AtomicLong();
  • continueExistingPeriodicTasksAfterShutdown:用于标识当前Executor对象shutdown时,是否继续执行已经是为任务队列中的定时任务(调用scheduleAtFixedRate()方法变的职责);
  • executeExistingDelayedTasksAfterShutdown:用于标识当前Executor对象shutdown时,是否继续执行已经在吃任务队列中的定时任务(调用scheduleWithFixedDelay()方法变的职责);
  • removeOnCancel:用于标识如果当前任务已经撤了,是否以那个自任务队列中的确的移除,而未单单是标识其也去状态;
  • sequencer:其也一个AtomicLong类型的变量,该变量记录了手上任务为创造时凡第几独任务之一个序号,这个序号的要用来确认当半只任务开始实践时间一模一样时具体哪个任务先实行,比如简单只任务之初步履行时间还为1515847881158,那么序号小之职责将预实行。

2.2 ScheduledFutureTask

       在ScheduledThreadPoolExecutor中,主要采取ScheduledFutureTask封装需要实践之天职,该类的首要声明如下:

private class ScheduledFutureTask<V> extends FutureTask<V> implements RunnableScheduledFuture<V> {

  private final long sequenceNumber;    // 记录当前实例的序列号
  private long time;    // 记录当前任务下次开始执行的时间

  // 记录当前任务执行时间间隔,等于0则表示当前任务只执行一次,大于0表示当前任务为fixedRate类型的任务,
  // 小于0则表示其为fixedDelay类型的任务
  private final long period;

  RunnableScheduledFuture<V> outerTask = this;  // 记录需要周期性执行的任务的实例
  int heapIndex;    // 记录当前任务在队列数组中位置的下标

  ScheduledFutureTask(Runnable r, V result, long ns, long period) {
    super(r, result);
    this.time = ns;
    this.period = period;
    this.sequenceNumber = sequencer.getAndIncrement();  // 序号在创建任务实例时指定,且后续不会变化
  }

  public long getDelay(TimeUnit unit) {
    return unit.convert(time - now(), NANOSECONDS);
  }

  // 各个任务在队列中的存储方式是一个基于时间和序号进行比较的优先队列,当前方法定义了优先队列中两个
  // 任务执行的先后顺序。这里先对两个任务开始执行时间进行比较,时间较小者优先执行,若开始时间相同,
  // 则比较两个任务的序号,序号小的任务先执行
  public int compareTo(Delayed other) {
    if (other == this)
      return 0;
    if (other instanceof ScheduledFutureTask) {
      ScheduledFutureTask<?> x = (ScheduledFutureTask<?>)other;
      long diff = time - x.time;
      if (diff < 0)
        return -1;
      else if (diff > 0)
        return 1;
      else if (sequenceNumber < x.sequenceNumber)
        return -1;
      else
        return 1;
    }
    long diff = getDelay(NANOSECONDS) - other.getDelay(NANOSECONDS);
    return (diff < 0) ? -1 : (diff > 0) ? 1 : 0;
  }

  public boolean isPeriodic() { // 判断是否为周期性任务
    return period != 0;
  }

  // 当前任务执行之后,会判断当前任务是否为周期性任务,如果为周期性任务,那么就调用当前方法计算
  // 当前任务下次开始执行的时间。这里如果当前任务是fixedRate类型的任务(p > 0),那么下次执行时间
  // 就是此次执行的开始时间加上时间间隔,如果当前任务是fixedDelay类型的任务(p < 0),那么下次执行
  // 时间就是当前时间(triggerTime()方法会获取系统当前时间)加上任务执行时间间隔。可以看到,定频率
  // 和定延迟的任务的执行时间区别就在当前方法中进行了指定,因为调用当前方法时任务已经执行完成了,
  // 因而triggerTime()方法中获取的时间就是任务执行完成之后的时间点
  private void setNextRunTime() {
    long p = period;
    if (p > 0)
      time += p;
    else
      time = triggerTime(-p);
  }

  // 取消当前任务的执行,super.cancel(boolean)方法也即FutureTask.cancel(boolean)方法。该方法传入
  // true表示如果当前任务正在执行,那么立即终止其执行;传入false表示如果当前方法正在执行,那么等待其
  // 执行完成之后再取消当前任务。
  public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
    boolean cancelled = super.cancel(mayInterruptIfRunning);
    // 判断是否设置了取消后移除队列中当前任务,是则移除当前任务
    if (cancelled && removeOnCancel && heapIndex >= 0)  
      remove(this);
    return cancelled;
  }

  public void run() {
    boolean periodic = isPeriodic();    // 判断是否为周期性任务
    if (!canRunInCurrentRunState(periodic)) // 判断是否能够在当前状态下执行该任务
      cancel(false);
    else if (!periodic) // 如果能执行当前任务,但是任务不是周期性的,那么就立即执行该任务一次
      ScheduledFutureTask.super.run();
    else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) { // 是周期性任务,则立即执行当前任务并且重置
      setNextRunTime(); // 在当前任务执行完成后调用该方法计算当前任务下次执行的时间
      reExecutePeriodic(outerTask); // 将当前任务放入任务队列中以便下次执行
    }
  }
}

       在ScheduledFutureTask中,主要有三单点需要强调:

  • 对于run()方法的率先只支行,canRunInCurrentRunState()方法的声明如下所示,可以视,该法是用来判断当前任务如果也周期性任务,那么其是否同意以shutdown状态下继续执行已经存在的周期性任务,是则象征即状态下是可尽当前任务的,这里isRunningOrShutdown()方法继承自ThreadPoolExecutor;

    boolean canRunInCurrentRunState(boolean periodic) {
    return isRunningOrShutdown(periodic ?

                             continueExistingPeriodicTasksAfterShutdown :
                             executeExistingDelayedTasksAfterShutdown);
    

    }

  • 于run()方法的尾声一个if分支中,其首先会见实施当前任务,在实践好时才见面调用setNextRunTime()方法设置下次任务履行时间,也就是说对于fixedRate和fixedDelay类型的天职还是当是时间接触才装的,因而虽然fixedRate类型的任务,即使该任务下次执行时间比当下时空一旦早,其为只见面于当前任务执行好后旋即施行,而无见面以及当前任务还未实行完时就是实行;对于fixedDelay任务则不会见满怀于该问题,因为该是以任务完成后的时空接触也底蕴测算下次执行的时间点;

  • 对run()方法的终极一个子中之reExecutePeriodic()方法,其会面以当前任务加入到任务队列中,并且调用父类的ensurePrestart()方法确保有可用之线程来实行当前任务,如下是拖欠办法的求实实现:

    void reExecutePeriodic(RunnableScheduledFuture task) {
    if (canRunInCurrentRunState(true)) { // 判断当前任务是否足以继续执行

    super.getQueue().add(task); // 将当前任务加入到任务队列中
    if (!canRunInCurrentRunState(true) && remove(task)) // 双检查法判断任务在加入过程中是否取消了
      task.cancel(false);
    else
      ensurePrestart(); // 初始化核心线程等确保任务可以被执行
    

    }
    }

       从ScheduledFutureTask的落实总结来拘禁,当各国创建一个此类实例时,会初始化该类的一对生死攸关性能,如下次始于推行的日与实行之周期。当某个线程调用该任务,即行该任务的run()方法时,如果该任务不也周期性任务,那么执行该任务后就是不见面来任何的动作,如果该任务吗周期性任务,那么当以当前任务执行完毕后,还见面重置当前任务的状态,并且计算下次执行当前任务的日,然后以那个放入行中以便下次执行。

2.2 ScheduledFutureTask

       在ScheduledThreadPoolExecutor中,主要使用ScheduledFutureTask封装需要执行之任务,该类的机要声明如下:

private class ScheduledFutureTask<V> extends FutureTask<V> implements RunnableScheduledFuture<V> {

  private final long sequenceNumber;    // 记录当前实例的序列号
  private long time;    // 记录当前任务下次开始执行的时间

  // 记录当前任务执行时间间隔,等于0则表示当前任务只执行一次,大于0表示当前任务为fixedRate类型的任务,
  // 小于0则表示其为fixedDelay类型的任务
  private final long period;

  RunnableScheduledFuture<V> outerTask = this;  // 记录需要周期性执行的任务的实例
  int heapIndex;    // 记录当前任务在队列数组中位置的下标

  ScheduledFutureTask(Runnable r, V result, long ns, long period) {
    super(r, result);
    this.time = ns;
    this.period = period;
    this.sequenceNumber = sequencer.getAndIncrement();  // 序号在创建任务实例时指定,且后续不会变化
  }

  public long getDelay(TimeUnit unit) {
    return unit.convert(time - now(), NANOSECONDS);
  }

  // 各个任务在队列中的存储方式是一个基于时间和序号进行比较的优先队列,当前方法定义了优先队列中两个
  // 任务执行的先后顺序。这里先对两个任务开始执行时间进行比较,时间较小者优先执行,若开始时间相同,
  // 则比较两个任务的序号,序号小的任务先执行
  public int compareTo(Delayed other) {
    if (other == this)
      return 0;
    if (other instanceof ScheduledFutureTask) {
      ScheduledFutureTask<?> x = (ScheduledFutureTask<?>)other;
      long diff = time - x.time;
      if (diff < 0)
        return -1;
      else if (diff > 0)
        return 1;
      else if (sequenceNumber < x.sequenceNumber)
        return -1;
      else
        return 1;
    }
    long diff = getDelay(NANOSECONDS) - other.getDelay(NANOSECONDS);
    return (diff < 0) ? -1 : (diff > 0) ? 1 : 0;
  }

  public boolean isPeriodic() { // 判断是否为周期性任务
    return period != 0;
  }

  // 当前任务执行之后,会判断当前任务是否为周期性任务,如果为周期性任务,那么就调用当前方法计算
  // 当前任务下次开始执行的时间。这里如果当前任务是fixedRate类型的任务(p > 0),那么下次执行时间
  // 就是此次执行的开始时间加上时间间隔,如果当前任务是fixedDelay类型的任务(p < 0),那么下次执行
  // 时间就是当前时间(triggerTime()方法会获取系统当前时间)加上任务执行时间间隔。可以看到,定频率
  // 和定延迟的任务的执行时间区别就在当前方法中进行了指定,因为调用当前方法时任务已经执行完成了,
  // 因而triggerTime()方法中获取的时间就是任务执行完成之后的时间点
  private void setNextRunTime() {
    long p = period;
    if (p > 0)
      time += p;
    else
      time = triggerTime(-p);
  }

  // 取消当前任务的执行,super.cancel(boolean)方法也即FutureTask.cancel(boolean)方法。该方法传入
  // true表示如果当前任务正在执行,那么立即终止其执行;传入false表示如果当前方法正在执行,那么等待其
  // 执行完成之后再取消当前任务。
  public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
    boolean cancelled = super.cancel(mayInterruptIfRunning);
    // 判断是否设置了取消后移除队列中当前任务,是则移除当前任务
    if (cancelled && removeOnCancel && heapIndex >= 0)  
      remove(this);
    return cancelled;
  }

  public void run() {
    boolean periodic = isPeriodic();    // 判断是否为周期性任务
    if (!canRunInCurrentRunState(periodic)) // 判断是否能够在当前状态下执行该任务
      cancel(false);
    else if (!periodic) // 如果能执行当前任务,但是任务不是周期性的,那么就立即执行该任务一次
      ScheduledFutureTask.super.run();
    else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) { // 是周期性任务,则立即执行当前任务并且重置
      setNextRunTime(); // 在当前任务执行完成后调用该方法计算当前任务下次执行的时间
      reExecutePeriodic(outerTask); // 将当前任务放入任务队列中以便下次执行
    }
  }
}

       在ScheduledFutureTask中,主要出三只点要强调:

  • 对run()方法的第一独支行,canRunInCurrentRunState()方法的扬言如下所示,可以看看,该方式是用以判断当前任务如果为周期性任务,那么该是否允许在shutdown状态下继续执行已经在的周期性任务,是虽然意味着手上状态下是足以实行当前任务的,这里isRunningOrShutdown()方法继承自ThreadPoolExecutor;

boolean canRunInCurrentRunState(boolean periodic) {
  return isRunningOrShutdown(periodic ?
                             continueExistingPeriodicTasksAfterShutdown :
                             executeExistingDelayedTasksAfterShutdown);
}
  • 以run()方法的最后一个if分支中,其首先会见履当前任务,在履到位时才会调用setNextRunTime()方法设置下次任务执行时,也就是说对于fixedRate和fixedDelay类型的职责都是以这日子点才装的,因而虽然fixedRate类型的职责,即使该任务下次执行时比较目前岁月使早,其也惟有会当当前任务执行得后立实施,而休见面和当前任务还不实行完时即令推行;对于fixedDelay任务虽然无见面满怀于拖欠问题,因为那个是盖任务成功后底光阴接触吗根基测算下次执行之时间点;
  • 对run()方法的终极一个支中之reExecutePeriodic()方法,其会面以当前任务加入到任务队列中,并且调用父类的ensurePrestart()方法确保发生可用的线程来执行当前任务,如下是拖欠措施的实际实现:

void reExecutePeriodic(RunnableScheduledFuture<?> task) {
  if (canRunInCurrentRunState(true)) {  // 判断当前任务是否可以继续执行
    super.getQueue().add(task); // 将当前任务加入到任务队列中
    if (!canRunInCurrentRunState(true) && remove(task)) // 双检查法判断任务在加入过程中是否取消了
      task.cancel(false);
    else
      ensurePrestart(); // 初始化核心线程等确保任务可以被执行
  }
}

       从ScheduledFutureTask的兑现总结来拘禁,当各国创建一个此类实例时,会初始化该类的有要性能,如下次初始执行的时间和施行之周期。当有线程调用该任务,即实行该任务之run()方法时,如果该任务不也周期性任务,那么执行该任务后就无见面发出另外的动作,如果该任务为周期性任务,那么以用当前任务执行完毕之后,还见面重置当前任务的状态,并且计算下次实行当前任务的时间,然后用那推广入行中以便下次执行。

2.3 DelayedWorkQueue

       DelayedWorkQueue的落实同DelayQueue以及PriorityQueue的实现基本相似,形式都也一个先行队列,并且底层是应用堆结构来实现优先队列的机能,在数存储方及,其利用的是累累组来促成。这里DelayedWorkQueue与DelayQueue以及PriorityQueue不同的接触在DelayedWorkQueue中重大囤积ScheduledFutureTask类型的天职,该任务中起一个heapIndex属性保存了时任务在目前班数组中的位置下标,其首要提升的凡针对班的诸如contains()和remove()等要稳定当前任务位置的方法的效率,时间复杂度可以从O(N)提升及O(logN)。如下是DelayedWorkQueue的贯彻代码(这里就排有了此类的最主要性能与同实现ScheduledThreadPoolExecutor功能相关的方,关于如何运用数组实现优先队列请读者查阅有关文档):

static class DelayedWorkQueue extends AbstractQueue<Runnable> implements BlockingQueue<Runnable> {

  private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;   // 数组初始化大小
  private RunnableScheduledFuture<?>[] queue = new RunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];
  private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();   // 对添加和删除元素所使用的锁
  private int size = 0; // 当前队列中有效任务的个数

  private Thread leader = null; // 执行队列头部任务的线程
  private final Condition available = lock.newCondition();  // 除leader线程外其余线程的等待队列

  // 在对任务进行移动时,判断其是否为ScheduledFutureTask实例,如果是则维护其heapIndex属性
  private void setIndex(RunnableScheduledFuture<?> f, int idx) {
    if (f instanceof ScheduledFutureTask)
      ((ScheduledFutureTask)f).heapIndex = idx;
  }

  private void siftUp(int k, RunnableScheduledFuture<?> key) {/* 省略 */}

  private void siftDown(int k, RunnableScheduledFuture<?> key) {/* 省略 */}

  private int indexOf(Object x) {
    if (x != null) {
      if (x instanceof ScheduledFutureTask) {   // 如果为ScheduledFutureTask则可返回其heapIndex属性
        int i = ((ScheduledFutureTask) x).heapIndex;
        if (i >= 0 && i < size && queue[i] == x)
          return i;
      } else {  // 如果不为ScheduledFutureTask实例,则需要遍历队列查询当前元素的位置
        for (int i = 0; i < size; i++)
          if (x.equals(queue[i]))
            return i;
      }
    }
    return -1;
  }

  public boolean offer(Runnable x) {
    if (x == null)
      throw new NullPointerException();
    RunnableScheduledFuture<?> e = (RunnableScheduledFuture<?>)x;
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
      int i = size;
      if (i >= queue.length)
        grow(); // 队列容量不足,对其进行扩容
      size = i + 1;
      if (i == 0) { // 如果其为队列第一个元素,则将其放入队列头部
        queue[0] = e;
        setIndex(e, 0);
      } else {  //如果不为第一个元素,则通过堆的上移元素操作移动当前元素至合适的位置
        siftUp(i, e);
      }
      if (queue[0] == e) {  // 如果被更新的是队列头部元素,则更新记录的执行头部任务的线程
        leader = null;
        available.signal();
      }
    } finally {
      lock.unlock();
    }
    return true;
  }

  // 完成从队列拉取元素操作,并且将其从队列中移除
  private RunnableScheduledFuture<?> finishPoll(RunnableScheduledFuture<?> f) {
    int s = --size;
    RunnableScheduledFuture<?> x = queue[s];
    queue[s] = null;    // 将队列最尾部的元素置空
    if (s != 0) // 将最后一个元素放入第一个位置,并且将其下推至合适的位置
      siftDown(0, x);   // 这里idx置为0是因为当前方法的入参f都为队列的第一个元素
    setIndex(f, -1);
    return f;
  }

  // 尝试从队列(堆)中获取元素,如果没有元素或者元素的延迟时间还未到则返回空
  public RunnableScheduledFuture<?> poll() {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
      RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];
      // 在此处代码控制了当从堆顶拉取元素时,如果元素的延迟时间还未达到,则不返回当前元素
      if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0)
        return null;
      else
        return finishPoll(first);   // 返回堆顶元素
    } finally {
      lock.unlock();
    }
  }

  // 通过无限for循环获取堆顶的元素,这里take()方法会阻塞当前线程,直至获取到了可执行的任务。
  // 可以看到,在第一次for循环中,如果堆顶不存在任务,则其会加入阻塞队列中,如果存在任务,但是
  // 其延迟时间还未到,那么当前线程会等待该延迟时间长的时间,然后查看任务是否可用,当获取到任务
  // 之后,其会将其从队列中移除,并且唤醒等待队列中其余等待的线程执行下一个任务
  public RunnableScheduledFuture<?> take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
      for (;;) {
        RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];
        if (first == null)
          available.await();    // 堆内没有元素,当前线程进入等待队列中
        else {
          long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
          if (delay <= 0)   // 堆顶元素延迟时间小于0,可立即获取任务
            return finishPoll(first);
          first = null;
          if (leader != null)
            available.await();  // 已经有线程在等待堆顶元素,则当前线程进入等待队列中
          else {
            Thread thisThread = Thread.currentThread();
            leader = thisThread;
            try {
              available.awaitNanos(delay);  // 当前线程等待一定时长后获取任务并执行
            } finally {
              if (leader == thisThread)
                leader = null;
            }
          }
        }
      }
    } finally {
      if (leader == null && queue[0] != null)
        available.signal(); // 当前线程获取完任务之后唤醒等待队列中的下一个线程执行下一个任务
      lock.unlock();
    }
  }
}

       从DelayedWorkQueue的take()和poll()方法可以关押出来,对于队列中任务的等候时的限重点是于当时点儿独主意被贯彻之,如果任务之等候时还非至,那么该法就是会阻塞线程池中之线程,直至任务可履。

2.3 DelayedWorkQueue

       DelayedWorkQueue的实现和DelayQueue以及PriorityQueue的兑现核心相似,形式还为一个预先队列,并且底层是应用堆结构来贯彻优先队列的效用,在数量存储方达成,其用的是屡组来兑现。这里DelayedWorkQueue与DelayQueue以及PriorityQueue不同的触及在于DelayedWorkQueue中重点囤积ScheduledFutureTask类型的任务,该任务中生出一个heapIndex属性保存了脚下任务在当前班数组中之岗位下标,其重要提升的凡指向队列的诸如contains()和remove()等需要一定当前任务位置的方的频率,时间复杂度可以从O(N)提升到O(logN)。如下是DelayedWorkQueue的落实代码(这里只有排有了此类的要性能与跟落实ScheduledThreadPoolExecutor功能相关的方法,关于怎样使用数组实现优先队列请读者查阅有关文档):

static class DelayedWorkQueue extends AbstractQueue<Runnable> implements BlockingQueue<Runnable> {

  private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;   // 数组初始化大小
  private RunnableScheduledFuture<?>[] queue = new RunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];
  private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();   // 对添加和删除元素所使用的锁
  private int size = 0; // 当前队列中有效任务的个数

  private Thread leader = null; // 执行队列头部任务的线程
  private final Condition available = lock.newCondition();  // 除leader线程外其余线程的等待队列

  // 在对任务进行移动时,判断其是否为ScheduledFutureTask实例,如果是则维护其heapIndex属性
  private void setIndex(RunnableScheduledFuture<?> f, int idx) {
    if (f instanceof ScheduledFutureTask)
      ((ScheduledFutureTask)f).heapIndex = idx;
  }

  private void siftUp(int k, RunnableScheduledFuture<?> key) {/* 省略 */}

  private void siftDown(int k, RunnableScheduledFuture<?> key) {/* 省略 */}

  private int indexOf(Object x) {
    if (x != null) {
      if (x instanceof ScheduledFutureTask) {   // 如果为ScheduledFutureTask则可返回其heapIndex属性
        int i = ((ScheduledFutureTask) x).heapIndex;
        if (i >= 0 && i < size && queue[i] == x)
          return i;
      } else {  // 如果不为ScheduledFutureTask实例,则需要遍历队列查询当前元素的位置
        for (int i = 0; i < size; i++)
          if (x.equals(queue[i]))
            return i;
      }
    }
    return -1;
  }

  public boolean offer(Runnable x) {
    if (x == null)
      throw new NullPointerException();
    RunnableScheduledFuture<?> e = (RunnableScheduledFuture<?>)x;
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
      int i = size;
      if (i >= queue.length)
        grow(); // 队列容量不足,对其进行扩容
      size = i + 1;
      if (i == 0) { // 如果其为队列第一个元素,则将其放入队列头部
        queue[0] = e;
        setIndex(e, 0);
      } else {  //如果不为第一个元素,则通过堆的上移元素操作移动当前元素至合适的位置
        siftUp(i, e);
      }
      if (queue[0] == e) {  // 如果被更新的是队列头部元素,则更新记录的执行头部任务的线程
        leader = null;
        available.signal();
      }
    } finally {
      lock.unlock();
    }
    return true;
  }

  // 完成从队列拉取元素操作,并且将其从队列中移除
  private RunnableScheduledFuture<?> finishPoll(RunnableScheduledFuture<?> f) {
    int s = --size;
    RunnableScheduledFuture<?> x = queue[s];
    queue[s] = null;    // 将队列最尾部的元素置空
    if (s != 0) // 将最后一个元素放入第一个位置,并且将其下推至合适的位置
      siftDown(0, x);   // 这里idx置为0是因为当前方法的入参f都为队列的第一个元素
    setIndex(f, -1);
    return f;
  }

  // 尝试从队列(堆)中获取元素,如果没有元素或者元素的延迟时间还未到则返回空
  public RunnableScheduledFuture<?> poll() {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
      RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];
      // 在此处代码控制了当从堆顶拉取元素时,如果元素的延迟时间还未达到,则不返回当前元素
      if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0)
        return null;
      else
        return finishPoll(first);   // 返回堆顶元素
    } finally {
      lock.unlock();
    }
  }

  // 通过无限for循环获取堆顶的元素,这里take()方法会阻塞当前线程,直至获取到了可执行的任务。
  // 可以看到,在第一次for循环中,如果堆顶不存在任务,则其会加入阻塞队列中,如果存在任务,但是
  // 其延迟时间还未到,那么当前线程会等待该延迟时间长的时间,然后查看任务是否可用,当获取到任务
  // 之后,其会将其从队列中移除,并且唤醒等待队列中其余等待的线程执行下一个任务
  public RunnableScheduledFuture<?> take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
      for (;;) {
        RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];
        if (first == null)
          available.await();    // 堆内没有元素,当前线程进入等待队列中
        else {
          long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
          if (delay <= 0)   // 堆顶元素延迟时间小于0,可立即获取任务
            return finishPoll(first);
          first = null;
          if (leader != null)
            available.await();  // 已经有线程在等待堆顶元素,则当前线程进入等待队列中
          else {
            Thread thisThread = Thread.currentThread();
            leader = thisThread;
            try {
              available.awaitNanos(delay);  // 当前线程等待一定时长后获取任务并执行
            } finally {
              if (leader == thisThread)
                leader = null;
            }
          }
        }
      }
    } finally {
      if (leader == null && queue[0] != null)
        available.signal(); // 当前线程获取完任务之后唤醒等待队列中的下一个线程执行下一个任务
      lock.unlock();
    }
  }
}

       从DelayedWorkQueue的take()和poll()方法好关押下,对于队列中任务的等候时之限制重点是于马上片独道吃实现之,如果任务的待时还免及,那么该方法就是见面阻塞线程池中之线程,直至任务可以执行。

2.4 scheduleAtFixedRate()和scheduleWithFixedDelay()方法

       前面我们针对ScheduledThreadPoolExecutor的基本点性能与重要性内部类都开展了详实的教学,基本上就足以望其是如何落实定时执行任务的功用的,接下我们要针对客户端可调用的重大措施开展简短介绍,这里scheduleAtFixedRate()和scheduleWithFixedDelay()方法的落实中心是一致的,两只点子极其轻的区分在于ScheduledFutureTask的setNextRunTime()方法的落实,该办法的实现前面已经开展了教学,我们这里虽盖scheduleAtFixedRate()方法的实现吗条例针对拖欠办法开展教学。如下是拖欠法的求实实现:

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, 
                                              long period, TimeUnit unit) {
  if (command == null || unit == null)
    throw new NullPointerException();
  if (period <= 0)
    throw new IllegalArgumentException();
  ScheduledFutureTask<Void> sft =   // 封装客户端的任务实例
    new ScheduledFutureTask<Void>(command, null, 
                                  triggerTime(initialDelay, unit),unit.toNanos(period));
  RunnableScheduledFuture<Void> t = decorateTask(command, sft); // 对客户端任务实例进行装饰
  sft.outerTask = t;    // 初始化周期任务属性outerTask
  delayedExecute(t);    // 执行该任务
  return t;
}

       从上述代码可以看下,scheduleAtFixedRate()首先针对客户端任务实例进行了包,装饰,并且初始化了打包后底任务实例的outerTask属性,最后调用delayedExecute()方法执行任务。如下是delayedExecute()方法的落实:

private void delayedExecute(RunnableScheduledFuture<?> task) {
  if (isShutdown())
    reject(task);
  else {
    super.getQueue().add(task); // 添加当前任务到任务队列中
    if (isShutdown() && !canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic()) && remove(task))
      task.cancel(false);   // 双检查法再次判断当前线程池是否处于可用状态,不是则移除当前任务
    else
      ensurePrestart(); // 若线程池没有初始化,则进行一些初始化工作
  }
}

       上述办法呢根本的履行任务的方,该措施首先会以任务在到任务队列中,如果线程池已经初始化过,那么该任务就是会见来等的线程执行该任务。在进入到任务队列之后经过对检查法检查线程池是否已经shutdown了,如果是则用欠任务由任务队列中移除。如果手上线程池没有shutdown,就调用继承自ThreadPoolExecutor的ensurePrestart()方法,该方法会对线程池进行局部初始化工作,如初始化核心线程,然后依次线程会调用上述等待队列的take()方法得到任务尽。

2.4 scheduleAtFixedRate()和scheduleWithFixedDelay()方法

       前面我们针对ScheduledThreadPoolExecutor的要性能与主要内部类都开展了详细的上书,基本上已经可以望那是何许落实定时执行任务的作用的,接下我们重点针对客户端好调用的要紧方法进行简易介绍,这里scheduleAtFixedRate()和scheduleWithFixedDelay()方法的实现中心是一律的,两只办法极其微小的分别在ScheduledFutureTask的setNextRunTime()方法的实现,该方法的兑现前面已经进展了讲课,我们这边虽因scheduleAtFixedRate()方法的实现吗例对拖欠方式进行讲解。如下是拖欠办法的切实可行实现:

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, 
                                              long period, TimeUnit unit) {
  if (command == null || unit == null)
    throw new NullPointerException();
  if (period <= 0)
    throw new IllegalArgumentException();
  ScheduledFutureTask<Void> sft =   // 封装客户端的任务实例
    new ScheduledFutureTask<Void>(command, null, 
                                  triggerTime(initialDelay, unit),unit.toNanos(period));
  RunnableScheduledFuture<Void> t = decorateTask(command, sft); // 对客户端任务实例进行装饰
  sft.outerTask = t;    // 初始化周期任务属性outerTask
  delayedExecute(t);    // 执行该任务
  return t;
}

       从上述代码可以拘留出来,scheduleAtFixedRate()首先对客户端任务实例进行了包,装饰,并且初始化了包装后的任务实例的outerTask属性,最后调用delayedExecute()方法执行任务。如下是delayedExecute()方法的实现:

private void delayedExecute(RunnableScheduledFuture<?> task) {
  if (isShutdown())
    reject(task);
  else {
    super.getQueue().add(task); // 添加当前任务到任务队列中
    if (isShutdown() && !canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic()) && remove(task))
      task.cancel(false);   // 双检查法再次判断当前线程池是否处于可用状态,不是则移除当前任务
    else
      ensurePrestart(); // 若线程池没有初始化,则进行一些初始化工作
  }
}

       上述措施吗重点的推行任务之法子,该法首先会见用任务在到任务队列中,如果线程池已经初始化过,那么该任务就是见面时有发生等的线程执行该任务。在参加到任务队列之后通过对检查法检查线程池是否曾shutdown了,如果是虽然拿欠任务由任务队列中移除。如果手上线程池没有shutdown,就调用继承自ThreadPoolExecutor的ensurePrestart()方法,该方法会对线程池进行一些初始化工作,如初始化核心线程,然后依次线程会调用上述等待队列的take()方法获得任务尽。