DelayQueue是一個支持延時獲取元素的無界阻塞隊列。里面的元素全部都是“可延期”的元素，列頭的元素是最先“到期”的元素，如果隊列里面沒有元素到期，是不能從列頭獲取元素的，哪怕有元素也不行。也就是說只有在延遲期到時才能夠從隊列中取元素。

DelayQueue主要用於兩個方面：

- 緩存：清掉緩存中超時的緩存數據

- 任務超時處理

DelayQueue

DelayQueue實現的關鍵主要有如下幾個：

可重入鎖ReentrantLock

用於阻塞和通知的Condition對象

根據Delay時間排序的優先級隊列：PriorityQueue

用於優化阻塞通知的線程元素leader

ReentrantLock、Condition這兩個對象就不需要闡述了，他是實現整個BlockingQueue的核心。PriorityQueue是一個支持優先級線程排序的隊列(參考【死磕Java並發】—–J.U.C之阻塞隊列：PriorityBlockingQueue)，leader后面闡述。這里我們先來了解Delay，他是實現延時操作的關鍵。

Delayed

Delayed接口是用來標記那些應該在給定延遲時間之后執行的對象，它定義了一個long getDelay(TimeUnit unit)方法，該方法返回與此對象相關的的剩余時間。同時實現該接口的對象必須定義一個compareTo 方法，該方法提供與此接口的 getDelay 方法一致的排序。

public interface Delayed extends Comparable {

long getDelay(TimeUnit unit);

}

如何使用該接口呢？上面說的非常清楚了，實現該接口的getDelay()方法，同時定義compareTo()方法即可。

內部結構

先看DelayQueue的定義：

public class DelayQueue extends AbstractQueue

implements BlockingQueue {

/** 可重入鎖 */

private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

/** 支持優先級的BlockingQueue */

private final PriorityQueue q = new PriorityQueue();

/** 用於優化阻塞 */

private Thread leader = null;

/** Condition */

private final Condition available = lock.newCondition();

/**

* 省略很多代碼

*/

}

看了DelayQueue的內部結構就對上面幾個關鍵點一目了然了，但是這里有一點需要注意，DelayQueue的元素都必須繼承Delayed接口。同時也可以從這里初步理清楚DelayQueue內部實現的機制了：以支持優先級無界隊列的PriorityQueue作為一個容器，容器里面的元素都應該實現Delayed接口，在每次往優先級隊列中添加元素時以元素的過期時間作為排序條件，最先過期的元素放在優先級最高。

offer()

public boolean offer(E e) {

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lock();

try {

// 向 PriorityQueue中插入元素

q.offer(e);

// 如果當前元素的對首元素(優先級最高)，leader設置為空，喚醒所有等待線程

if (q.peek() == e) {

leader = null;

available.signal();

}

// 無界隊列，永遠返回true

return true;

} finally {

lock.unlock();

}

}

offer(E e)就是往PriorityQueue中添加元素，具體可以參考(【死磕Java並發】—–J.U.C之阻塞隊列：PriorityBlockingQueue)。整個過程還是比較簡單，但是在判斷當前元素是否為對首元素，如果是的話則設置leader=null，這是非常關鍵的一個步驟，后面闡述。

take()

public E take() throws InterruptedException {

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lockInterruptibly();

try {

for (;;) {

// 對首元素

E first = q.peek();

// 對首為空，阻塞，等待off()操作喚醒

if (first == null)

available.await();

else {

// 獲取對首元素的超時時間

long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);

// <=0 表示已過期，出對，return

if (delay <= 0)

return q.poll();

first = null; // don't retain ref while waiting

// leader != null 證明有其他線程在操作，阻塞

if (leader != null)

available.await();

else {

// 否則將leader 設置為當前線程，獨占

Thread thisThread = Thread.currentThread();

leader = thisThread;

try {

// 超時阻塞

available.awaitNanos(delay);

} finally {

// 釋放leader

if (leader == thisThread)

leader = null;

}

}

}

}

} finally {

// 喚醒阻塞線程

if (leader == null && q.peek() != null)

available.signal();

lock.unlock();

}

}

首先是獲取對首元素，如果對首元素的延時時間 delay <= 0 ，則可以出對了，直接return即可。否則設置first = null，這里設置為null的主要目的是為了避免內存泄漏。如果 leader != null 則表示當前有線程占用，則阻塞，否則設置leader為當前線程，然后調用awaitNanos()方法超時等待。

first = null

這里為什么如果不設置first = null，則會引起內存泄漏呢？線程A到達，列首元素沒有到期，設置leader = 線程A，這是線程B來了因為leader != null，則會阻塞，線程C一樣。假如線程阻塞完畢了，獲取列首元素成功，出列。這個時候列首元素應該會被回收掉，但是問題是它還被線程B、線程C持有着，所以不會回收，這里只有兩個線程，如果有線程D、線程E…呢？這樣會無限期的不能回收，就會造成內存泄漏。

這個入隊、出對過程和其他的阻塞隊列沒有很大區別，無非是在出對的時候增加了一個到期時間的判斷。同時通過leader來減少不必要阻塞。

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