介紹

DelayQueue隊列是一個延遲隊列，DelayQueue中存放的元素必須實現Delayed接口的元素，實現接口后相當于是每個元素都有個過期時間，當隊列進行take獲取元素時，先要判斷元素有沒有過期，只有過期的元素才能出隊操作，沒有過期的隊列需要等待剩余過期時間才能進行出隊操作。

源碼分析

DelayQueue隊列內部使用了PriorityQueue優先隊列來進行存放數據，它采用的是二叉堆進行的優先隊列，使用ReentrantLock鎖來控制線程同步，由于內部元素是采用的PriorityQueue來進行存放數據，所以Delayed接口實現了Comparable接口，用于比較來控制優先級，如下代碼所示：

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);}

DelayQueue的成員變量如下所示：

// 鎖。 private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 優先隊列。 private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>(); /** * Leader-Follower的變種。 * Thread designated to wait for the element at the head of * the queue. This variant of the Leader-Follower pattern * (http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/POSA/POSA2/) serves to * minimize unnecessary timed waiting. When a thread becomes * the leader, it waits only for the next delay to elapse, but * other threads await indefinitely. The leader thread must * signal some other thread before returning from take() or * poll(...), unless some other thread becomes leader in the * interim. Whenever the head of the queue is replaced with * an element with an earlier expiration time, the leader * field is invalidated by being reset to null, and some * waiting thread, but not necessarily the current leader, is * signalled. So waiting threads must be prepared to acquire * and lose leadership while waiting. */private Thread leader = null;/** * Condition signalled when a newer element becomes available * at the head of the queue or a new thread may need to * become leader. */// 條件，代表如果有數據則通知Follower線程，喚醒線程處理隊列內容。private final Condition available = lock.newCondition();

Leader-Follower模式的變種，用于最小化不必要的定時等待，當一個線程被選擇為Leader時，它會等待延遲過去執行代碼邏輯，而其他線程則需要無限期等待，在從take或poll返回之前，每當隊列的頭部被替換為具有更早到期時間的元素時，leader字段將通過重置為空而無效，Leader線程必須向其中一個Follower線程發出信號，被喚醒的 follwer 線程被設置為新的Leader 線程。

offer操作

public boolean offer(E e) { // 獲取到鎖 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { // 將元素存儲到PriorityQueue優先隊列中 q.offer(e); // 如果第一個元素是當前元素，說明之前隊列中為空，則先將Leader設置為空，通知等待線程可以爭搶Leader了。 if (q.peek() == e) { leader = null; available.signal();}// 返回成功return true; } finally {lock.unlock(); }}

offer操作前先進行獲取鎖的操作，也就是同一時間內只能有一個線程可以入隊操作。

獲取到ReentrantLock鎖對象。 將元素添加到PriorityQueue優先隊列中 如果隊列中最早過期的元素是自己，則說明隊列原先是空的，所以將Leader進行重置，通知Follower線程可以成為Leader線程。 最后進行解鎖操作。put操作

put操作其實就是調用的offer操作來進行添加數據的，以下是源碼信息：

public void put(E e) { offer(e);}take操作

public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; // 獲取可中斷的鎖。 lock.lockInterruptibly(); try { // 循環獲取數據。 for (;;) { // 獲取最早過期的元素，但是不彈出對象。 E first = q.peek(); // 如果最早過期的元素為空，說明隊列為空，則線程直接進入無限期等待，并且讓出鎖。 if (first == null)// 當前線程無限期等待，直到被喚醒，并且讓出鎖對象。available.await(); else {// 獲取最早過期的元素剩余過期時間。long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);// 如果剩余過期時間小于0，則說明已經過期，反之還沒有過期。if (delay <= ) // 如果已經過期直接獲取最早過期的元素，并返回。 return q.poll();// 如果剩余過期日期大于0，則會進入到這里。// 將剛才獲取的最早過期的元素設置為空。first = null; // don’t retain ref while waiting// 如果有線程爭搶的Leader線程，則進行無限期等待。if (leader != null) // 無限期等待并讓出鎖。 available.await();else { // 獲取當前線程。 Thread thisThread = Thread.currentThread(); // 設置當前線程變為Leader線程。 leader = thisThread; try {// 等待剩余等待時間。available.awaitNanos(delay); } finally {// 將Leader設置為null。if (leader == thisThread) leader = null; }} }} } finally {// 如果隊列不為空，并且沒有Leader則通知等待線程可以成為Leader。if (leader == null && q.peek() != null) // 通知等待線程。 available.signal();lock.unlock(); }} 當獲取元素時，先獲取到鎖對象。 獲取最早過期的元素，但是并不從隊列中彈出元素。 最早過期元素是否為空，如果為空則直接讓當前線程無限期等待狀態，并且讓出當前鎖對象。 如果最早過期的元素不為空 獲取最早過期元素的剩余過期時間，如果已經過期則直接返回當前元素如果沒有過期，也就是說剩余時間還存在，則先獲取Leader對象，如果Leader已經有線程在處理，則當前線程進行無限期等待，如果Leader為空，則首先將Leader設置為當前線程，并且讓當前線程等待剩余時間。最后將Leader線程設置為空 如果Leader已經為空，并且隊列有內容則喚醒一個等待的隊列。poll操作

獲取最早過期的元素，如果隊列頭沒有過期的元素則直接返回null，反之返回過期的元素。

public E poll() { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { E first = q.peek(); // 如果隊列為空或者隊列最早過期的元素沒有過期，則返回null。 if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0) return null; else // 出隊列操作。 return q.poll(); } finally {lock.unlock(); }}小結 DelayQueue是一個無界的并發延遲阻塞隊列，隊列中的元素必須實現Delayed接口，相應了需要實現Comparable接口實現比較的方法 Leader-Follower模式的變種，用于最小化不必要的定時等待，當一個線程被選擇為Leader時，它會等待延遲過去執行代碼邏輯，而其他線程則需要無限期等待，在從take或poll返回之前，每當隊列的頭部被替換為具有更早到期時間的元素時，leader字段將通過重置為空而無效，Leader線程必須向其中一個Follower線程發出信號，被喚醒的 follwer 線程被設置為新的Leader 線程。

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