Java延迟队列——DelayQueue

一、DelayQueue的定义

public class DelayQueue<E extends Delayed> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>
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DelayQueue是一个无界的BlockingQueue，是线程安全的（无界指的是队列的元素数量不存在上限，队列的容量会随着元素数量的增加而扩容，阻塞队列指的是当队列内元素数量为0的时候，试图从队列内获取元素的线程将被阻塞或者抛出异常）

以上是阻塞队列的特点，而延迟队列还拥有自己如下的特点：

DelayQueue中存入的必须是实现了Delayed接口的对象（Delayed定义了一个getDelay的方法，用来判断排序后的元素是否可以从Queue中取出，并且Delayed接口还继承了Comparable用于排序），插入Queue中的数据根据compareTo方法进行排序（DelayQueue的底层存储是一个PriorityQueue，PriorityQueue是一个可排序的Queue，其中的元素必须实现Comparable接口的compareTo方法），并通过getDelay方法返回的时间确定元素是否可以出队，只有小于等于0的元素（即延迟到期的元素）才能够被取出

延迟队列不接收null元素

二、DelayQueue的作用

延迟队列的作用显然就是用于执行延时任务，如：

1. 淘宝订单业务:下单之后如果三十分钟之内没有付款就自动取消订单。
2. 饿了吗订餐通知:下单成功后60s之后给用户发送短信通知。
3. 关闭空闲连接。服务器中，有很多客户端的连接，空闲一段时间之后需要关闭之。
4. 缓存。缓存中的对象，超过了空闲时间，需要从缓存中移出。
5. 任务超时处理。在网络协议滑动窗口请求应答式交互时，处理超时未响应的请求等。

三、DelayQueue的实现

定义延迟队列元素

public class OrderDelayTask implements Delayed {
    
    private Long orderId;
    
    private long delayTime;

    public OrderDelayTask(Long orderId, long delayTime) {
        this.orderId = orderId;
        // 延迟时间加当前时间
        this.delayTime = System.currentTimeMillis() + delayTime;
    }

    // 获取任务剩余时间
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(delayTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        return Long.compare(delayTime, ((OrderDelayTask) o).delayTime);
    }
}
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定义延迟队列并交付容器管理

@Bean("orderDelayQueue")
public DelayQueue<OrderDelayTask> orderDelayQueue(){
    return new DelayQueue<OrderDelayTask>();
}
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使用延迟队列

@Autowired
private DelayQueue<OrderDelayObject> orderDelayQueue;

//发起订单下单的时候将订单演示对象放入orderDelayQueue
orderDelayQueue.add(
        new OrderDelayTask(
                "123456", // 订单id
                30 * 60 * 1000, // 延迟时间：30分钟
        )
);
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开启线程处理延迟任务

@Component
public class DelayTaskRunner<OrderDelayTask> implements InitializingBean {
    
    @Autowired
    private DelayQueue<OrderDelayTask> orderDelayQueue;
    
    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
    	new Thread(() -> {
            try {
                while(true) {
                    OrderDelayTask task = orderDelayQueue.take();
                    // 当队列为null的时候，poll()方法会直接返回null, 不会抛出异常，但是take()方法会一直等待，因此会抛出一个InterruptedException类型的异常。(当阻塞方法收到中断请求的时候就会抛出InterruptedException异常)
                    Long orderId = task.getOrderId();
                    // 执行业务
                }
            } catch (InterruptedException e) { 
                // 因为是重写Runnable接口的run方法，子类抛出的异常要小于等于父类的异常。而在Runnable中run方法是没有抛异常的。所以此时是不能抛出InterruptedException异常。如果此时你只是记录日志的话，那么就是一个不负责任的做法，因为在捕获InterruptedException异常的时候自动的将是否请求中断标志置为了false。在捕获了InterruptedException异常之后，如果你什么也不想做，那么就将标志重新置为true，以便栈中更高层的代码能知道中断，并且对中断作出响应。
            	Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }).start();
    }
}
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四、DelayQueue实现延时任务的优缺点

使用DelayQueue实现延时任务非常简单，而且简便，全部都是标准的JDK代码实现，不用引入第三方依赖（不依赖redis实现、消息队列实现等），非常的轻量级。

它的缺点就是所有的操作都是基于应用内存的，一旦出现应用单点故障，可能会造成延时任务数据的丢失。如果订单并发量非常大，因为DelayQueue是无界的，订单量越大，队列内的对象就越多，可能造成OOM的风险。所以使用DelayQueue实现延时任务，只适用于任务量较小的情况。