DelayQueue簡介

在很多場景我們需要用到延時任務，比如給客戶非同步轉賬操作超時後發通知告知使用者，還有客戶下單後多長時間內沒支付則取消訂單等等，這些都可以使用延時任務來實現。

jdk中DelayQueue可以實現上述需求，顧名思義DelayQueue就是延時佇列。

DelayQueue提供了在指定時間才能獲取佇列元素的功能，佇列頭元素是最接近過期的元素。

沒有過期元素的話，使用poll()方法會返回null值，超時判定是通過getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS)方法的返回值小於等於0來判斷。

延時佇列不能存放空元素。

一般使用take()方法阻塞等待，有過期元素時繼續。

佇列元素說明

DelayQueue<E extends Delayed>的佇列元素需要實現Delayed介面，該介面類定義如下:

public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {

    /**
     * Returns the remaining delay associated with this object, in the
     * given time unit.
     *
     * @param unit the time unit
     * @return the remaining delay; zero or negative values indicate
     * that the delay has already elapsed
     */
    long getDelay(TimeUnit unit);
}

所以DelayQueue的元素需要實現getDelay方法和Comparable介面的compareTo方法，getDelay方法來判定元素是否過期，compareTo方法來確定先後順序。

springboot中例項運用

DelayTask就是佇列中的元素

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DelayTask implements Delayed {
    final private TaskBase data;
    final private long expire;

    /**
     * 構造延時任務
     * @param data      業務資料
     * @param expire    任務延時時間（ms）
     */
    public DelayTask(TaskBase data, long expire) {
        super();
        this.data = data;
        this.expire = expire + System.currentTimeMillis();
    }

    public TaskBase getData() {
        return data;
    }

    public long getExpire() {
        return expire;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof DelayTask) {
            return this.data.getIdentifier().equals(((DelayTask) obj).getData().getIdentifier());
        }
        return false;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "{" + "data:" + data.toString() + "," + "expire:" + new Date(expire) + "}";
    }

    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(), unit);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        long delta = getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
        return (int) delta;
    }
}

TaskBase類是使用者自定義的業務資料基類，其中有一個identifier欄位來標識任務的id，方便進行索引

import com.alibaba.fastjson.JSON;

public class TaskBase {
    private String identifier;

    public TaskBase(String identifier) {
        this.identifier = identifier;
    }

    public String getIdentifier() {
        return identifier;
    }

    public void setIdentifier(String identifier) {
        this.identifier = identifier;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return JSON.toJSONString(this);
    }
}

定義一個延時任務管理類DelayQueueManager，通過@Component註解加入到spring中管理，在需要使用的地方通過@Autowire注入

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.Executors;

@Component
public class DelayQueueManager implements CommandLineRunner {
    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DelayQueueManager.class);
    private DelayQueue<DelayTask> delayQueue = new DelayQueue<>();
    
    /**
     * 加入到延時佇列中
     * @param task
     */
    public void put(DelayTask task) {
        logger.info("加入延時任務：{}", task);
        delayQueue.put(task);
    }

    /**
     * 取消延時任務
     * @param task
     * @return
     */
    public boolean remove(DelayTask task) {
        logger.info("取消延時任務：{}", task);
        return delayQueue.remove(task);
    }

    /**
     * 取消延時任務
     * @param taskid
     * @return
     */
    public boolean remove(String taskid) {
        return remove(new DelayTask(new TaskBase(taskid), 0));
    }

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        logger.info("初始化延時佇列");
        Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Thread(this::excuteThread));
    }

    /**
     * 延時任務執行執行緒
     */
    private void excuteThread() {
        while (true) {
            try {
                DelayTask task = delayQueue.take();
                processTask(task);
            } catch (InterruptedException e) {
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 內部執行延時任務
     * @param task
     */
    private void processTask(DelayTask task) {
        logger.info("執行延時任務：{}", task);
        //根據task中的data自定義資料來處理相關邏輯，例 if (task.getData() instanceof XXX) {}
    }
}

DelayQueueManager實現了CommandLineRunner介面，在springboot啟動完成後就會自動呼叫run方法。