Java併發——Executor框架ScheduledThreadPoolExecutor詳解

ScheduledThreadPoolExecutor類繼承了ThreadPoolExecutor並實現了ScheduledExecutorService接口。主要用於在給定的延遲後執行任務或者定期執行任務。作用類似於java.util包下的Timer類，但是比Timer功能更強大、更靈活，因爲Timer只能控制單個線程延遲或定期執行，而ScheduledThreadPoolExecutor對應的是多個線程的後臺線程。

一、ScheduledThreadPoolExecutor的創建：

可以利用Executors工廠類來創建兩種ScheduledThreadPoolExecutor：ScheduledThreadPoolExecutor和SingleThreadScheduledExecutor.

ScheduledThreadPoolExecutor：適用於若干個（固定）線程延時或者定期執行任務，同時爲了滿足資源管理的需求而需要限制後臺線程數量的場景。

ScheduledExecutorService stp = Executors.newScheduledThreadPool(int threadNums);
ScheduledExecutorService stp = Executors.newScheduledThreadPool(int threadNums, ThreadFactory threadFactory);

SingleThreadScheduledExecutor：適用於需要單個線程延時或者定期的執行任務，同時需要保證各個任務順序執行的應用場景。

ScheduledExecutorService stse = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(int threadNums);
ScheduledExecutorService stp = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(int threadNums, ThreadFactory threadFactory);

二、ScheduledThreadPoolExecutor的實現

通過查看源碼，可以發現ScheduledThreadPoolExecutor的實現主要是通過把任務封裝爲ScheduledFutureTask來實現。ScheduledThreadPoolExecutor通過它的scheduledAtFixedTime（）方法或者scheduledWithFixedDelay（）方法向阻塞隊列添加一個實現了RunnableScheduledFutureTask接口的ScheduledFutureTask類對象。

ScheduledFutureTask主要包括3個成員變量：

private final long sequenceNumber;
private long time;
private final long period;

sequenceNumber：序列號，用於保存任務添加到阻塞隊列的順序；

time：用於保存該任務將要被執行的具體時間；

period：週期，用於保存任務執行的間隔週期；

此外，ScheduledTreadPoolExecutor的阻塞隊列是用DelayQueue實現的，可以實現元素延時delayTime後才能獲取元素，在ScheduledThreadPoolExecutor中，DelayQueue內部封裝了一個PriorityQueue，來對任務進行排序，首先對time排序，time小的在前，如果time一樣，則sequence小的在前，也就是說如果time一樣，那麼先被提交的任務先執行。

因爲DelayQueue是一個無界的隊列，因此線程池的maximumPoolSize是無效的。ScheduledThreadPoolExecutor的工作流程大致如下：

• 主線程把調用ScheduledFutureTask對象的scheduledAtFixedRate（）或者scheduledWithFixedDelay（）方法把Runnable或者Callable對象包裝成ScheduledFutureTask對象添加到阻塞隊列中；
• 線程池中的線程1從阻塞隊列中獲取到期的ScheduledFutureTask任務，並執行任務；（到期的意思就是當前時間大於time）
• 執行完任務後把成員變量time改爲下次要執行任務的時間，然後把新的ScheduledFutureTask任務重新放入阻塞隊列中；