定時任務(wù)ScheduledExecutorService實現(xiàn)是怎樣的

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)定時任務(wù)ScheduledExecutorService實現(xiàn)是怎樣的，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。

現(xiàn)在項目中基本不會自己定義一個ScheduledExecutorService來執(zhí)行定時任務(wù)。都是用第三方框架比如xxl-job之類的，不過了解最基本的定時任務(wù)原理還是很有必要的。

ScheduledExecutorService簡單示例

我們先來看最簡單的使用，代碼如下圖：

ScheduledThreadPoolExecutor是ScheduledExecutorService的實現(xiàn)，能做一些基本的定時任務(wù)功能。

比如上圖的例子，可以延遲3秒后每隔5秒執(zhí)行任務(wù)。實現(xiàn)起來比較簡單。

基礎(chǔ)源碼分析

首先ScheduledThreadPoolExecutor繼承了ThreadPoolExecutor并實現(xiàn)了ScheduledExecutorService，所以它擁有線程池的功能。

然后我們看它的構(gòu)造方法，它有幾個構(gòu)造方法，我們以上面示例的為例，方法中只有一行代碼如下：

super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,new DelayedWorkQueue());

調(diào)用了父類的構(gòu)造方法，也就是線程池的構(gòu)造方法，它自身并沒有實現(xiàn)任務(wù)事情，除了new了一個DelayedWorkQueue()給父類，這個是給線程池存放任務(wù)隊列的。

提交任務(wù)方法源碼

ScheduledThreadPoolExecutor提供了幾個執(zhí)行定時任務(wù)的方法，不過我們還是分析上面用到的scheduleAtFixedRate方法，查看源碼如下圖：

這個方法一共就三步：

首先初始化ScheduledFutureTask，它繼承了FutureTask，擴展了一些定時任務(wù)需要的屬性，比如下次執(zhí)行時間、每次任務(wù)執(zhí)行間隔。

然后調(diào)用decorateTask方法裝飾任務(wù)，目前沒有做任務(wù)事情，我們可以自定義實現(xiàn)一些功能。

最后調(diào)用delayedExecute方法，從上圖可以看到這個方法主要流程也簡單，首先是把任務(wù)放到線程池的隊列中，然后調(diào)用ensurePrestart方法，ensurePrestart方法是線程池的方法，作用是根據(jù)線程池線程數(shù)調(diào)用addWorker方法創(chuàng)建線程，addWorker方法就不多說了，不清楚的同學(xué)可以看我前面幾篇的《三分鐘弄懂線程池執(zhí)行過程》。 

提交定時任務(wù)的方法還是很簡單的，包裝一個任務(wù)（用于保存定時任務(wù)需要的信息），然后提交到線程池的隊列中。 

但是有一個問題是，任務(wù)提交到線程池了，我們知道線程池能夠執(zhí)行任務(wù)，但是都是執(zhí)行一次啊，不會像定時任務(wù)那樣執(zhí)行任務(wù)的！那它到底是怎么實現(xiàn)定時任務(wù)功能的呢？ 

實現(xiàn)定時任務(wù)關(guān)鍵第一步

從之前文章分析線程池中最終執(zhí)行的是提交的任務(wù)那個對象的run方法，所以ScheduledFutureTask對run方法有特殊的實現(xiàn)，跟進(jìn)源碼發(fā)現(xiàn)run方法正常的流程就兩步：

調(diào)用ScheduledFutureTask.super.runAndReset()也就是調(diào)用了父類的FutureTask的runAndReset()方法，這個方法沒有什么在上上篇文章有講，就是調(diào)用內(nèi)部的Callable的run，保存結(jié)果;

在上一個執(zhí)行完成也就是任務(wù)完成后，調(diào)用了setNextRunTime();reExecutePeriodic(outerTask);兩步代碼，第一步是計算下次任務(wù)執(zhí)行時間，第二個是把任務(wù)放到隊列中； 

run方法執(zhí)行了具體的方法，在任務(wù)執(zhí)行成功后重新計算了任務(wù)下次執(zhí)行的時間，并再次把任務(wù)加載到了隊列中，重復(fù)執(zhí)行。 

但是到目前為止也只是實現(xiàn)了規(guī)定了在什么時候執(zhí)行與重復(fù)執(zhí)行，那么到底是如何實現(xiàn)在具體的時間執(zhí)行呢？

延遲隊列實現(xiàn)定時執(zhí)行

通過還是沒有發(fā)現(xiàn)如何實現(xiàn)定時執(zhí)行的，沒辦法只能繼續(xù)跟進(jìn)代碼，最后跟到線程池的runWorker方法，在獲取Worker的firstTask方法來執(zhí)行，想起剛剛在調(diào)用ensurePrestart方法中調(diào)用addWorker方法傳遞的firstTask都是null，也就是說Worker執(zhí)行的任務(wù)都是從隊列中拉取的任務(wù)，他們都沒有自己的firstTask。

也就想起了在初始化方法給線程池傳遞的隊列是new DelayedWorkQueue()；所以應(yīng)該基本找到問題了，我們來看隊列的take方法：

從源碼可以看到是根據(jù)隊列中第一個元素，然后利用ScheduledFutureTask的getDelay方法來判斷是否返回任務(wù)或者阻塞，getDelay是根據(jù)屬性time（前面提到的下次任務(wù)執(zhí)行時間）減去當(dāng)前時間。

那么如果第一個任務(wù)進(jìn)來判斷是10秒后執(zhí)行，第二個任務(wù)進(jìn)來判斷是5秒后執(zhí)行，那么第二個任務(wù)是不是等第一個任務(wù)執(zhí)行完才能執(zhí)行呢？

很明顯不能這么實現(xiàn)，這里就要看DelayedWorkQueue的add方法了，它并沒有實現(xiàn)add方法，不過add方法調(diào)用的offer，DelayedWorkQueue實現(xiàn)了offer方法。

offer方法也簡單,就是把任務(wù)加到queue數(shù)組中，如果數(shù)組為null則直接加進(jìn)去，并喚醒take哪里的線程，如果不為null則比較數(shù)組中任務(wù)的time，越近的越在前面，如果新加進(jìn)來的任務(wù)被設(shè)置到了數(shù)組的第一個，則喚醒take那里阻塞的線程。

ScheduledExecutorService繼承線程池，也是把任務(wù)提交給線程池執(zhí)行，只不過它的任務(wù)類進(jìn)行擴展。

任務(wù)類ScheduledFutureTask繼承FutureTask并擴展了一些屬性來記錄任務(wù)下次執(zhí)行時間和每次執(zhí)行間隔。同時重寫了run方法重新計算任務(wù)下次執(zhí)行時間，并把任務(wù)放到線程池隊列中。

ScheduledExecutorService自定義了阻塞隊列DelayedWorkQueue給線程池使用，它可以根據(jù)ScheduledFutureTask的下次執(zhí)行時間來阻塞take方法，并且新進(jìn)來的ScheduledFutureTask會根據(jù)這個時間來進(jìn)行排序，最小的最前面。

總結(jié)起來就是通過線程池來執(zhí)行任務(wù)，ScheduledFutureTask記錄任務(wù)定時信息，DelayedWorkQueue來排序任務(wù)定時執(zhí)行。 

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