java并发编程工具类JUC第三篇:DelayQueue延时队列

DelayQueue 是BlockingQueue接口的实现类，它根据"延时时间"来确定队列内的元素的处理优先级（即根据队列元素的“延时时间”进行排序）。另一层含义是只有那些超过“延时时间”的元素才能从队列里面被拿出来进行处理。

DelayQueue 队列将阻止其元素对象从队列中被取出，直到达到为元素对象设置的延迟时间。DelayQueue 在队列的头部存储最近过期的元素，如果队列内没有元素过期，使用poll()方法获取队列内的元素将会返回null。
DelayQueue 类及其迭代器实现了Collection和Iterator接口的所有可选方法，但迭代器方法iterator()不能保证以特定的顺序遍历DelayQueue的元素。

DelayQueue 不接收null元素，DelayQueue 只接受那些实现了java.util.concurrent.Delayed接口的对象，并将其放入队列内。DelayQueue 通过调用元素对象的getDelay(TimeUnit) 方法获取该元素剩余的“延迟时间”。getDelay()的 TimeUnit时间单位是一个枚举类型： DAYS（天）, HOURS（小时）, MINUTES（分钟）, SECONDS（秒）, MILLISECONDS（毫秒）, MICROSECONDS（微妙）, NANOSECONDS（纳秒）

public interface Delayed extends Comparable{
   long getDelay(TimeUnit unit);
}

下面我们就写一个java Class实现Delayed 接口，只有实现了Delayed 接口的类对象才能放入DelayQueue。因为Delayed接口继承自Comparable接口，所以我们必须实现getDelay方法和compareTo方法。

class DelayObject implements Delayed {
    private String name; 
    private long time;   //延时时间

    public DelayObject(String name, long delayTime) { 
      this.name = name; 
      this.time = System.currentTimeMillis() + delayTime; 
    } 

   @Override
   public long getDelay(TimeUnit unit) {
      long diff = time - System.currentTimeMillis(); 
      return unit.convert(diff, TimeUnit.MILLISECONDS); 
   } 

   @Override
   public int compareTo(Delayed obj) { 
      if (this.time < ((DelayObject)obj).time) { 
         return -1; 
      } 
      if (this.time > ((DelayObject)obj).time) { 
         return 1; 
      } 
      return 0; 
   } 

   @Override
   public String toString() {
     Date date = new Date(time);
     SimpleDateFormat sd = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

     return "\nDelayObject:{"
       + "name=" + name
       + ", time=" +  sd.format(date)
       + "}";
   } 
}

测试延时队列DelayQueue的使用效果

public class DelayQueueTest {

  @Test
  void testDelayObject() throws InterruptedException {

    //实例化一个DelayQueue
    BlockingQueue DQ = new DelayQueue<>();

    //向DelayQueue添加四个元素对象，注意延时时间不同
    DQ.add(new DelayObject("A", 1000 * 10));  //延时10秒
    DQ.add(new DelayObject("B", 4000 * 10));  //延时40秒
    DQ.add(new DelayObject("C", 3000 * 10));  //延时30秒
    DQ.add(new DelayObject("D", 2000 * 10));  //延时20秒

    SimpleDateFormat sd = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    //将对象从DelayQueue取出，注意取出的顺序与延时时间有关
    System.out.println( DQ.take());  //取出A
    System.out.println( DQ.take());  //取出D
    System.out.println( DQ.take());  //取出C
    System.out.println( DQ.take());  //取出B

  }
}

从下面的打印结果及上文的代码可以看出

队列中元素放入的顺序是A、B、C、D，取出的顺序是A、D、C、B，这是因为队列中的元素按照延时时间进行了排序。
另外我们可以看到，每隔10秒才可以从队列中取出一个元素，这是因为只有超过“延时时间”的元素才能从队列里面被拿出来。而我们设置的延时时间是10s、20s、30s、40s。

DelayObject:{name=A, time=2021-03-23 14:14:20}

DelayObject:{name=D, time=2021-03-23 14:14:30}

DelayObject:{name=C, time=2021-03-23 14:14:40}

DelayObject:{name=B, time=2021-03-23 14:14:50}

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