问题
（1）DelayQueue 是阻塞队列吗？
（2）DelayQueue 的实现方式？
（3）DelayQueue 主要用于什么场景？
简介
DelayQueue 是 java 并发包下的延时阻塞队列，常用于实现定时任务。
继承体系
从继承体系可以看到，DelayQueue 实现了 BlockingQueue，所以它是一个阻塞队列。
另外，DelayQueue 还组合了一个叫做 Delayed 的接口，DelayQueue 中存储的所有元素必须实现 Delayed 接口。
那么，Delayed 是什么呢？
public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {long getDelay(TimeUnit unit);
}Delayed 是一个继承自 Comparable 的接口，并且定义了一个 getDelay() 方法，用于表示还有多少时间到期，到期了应返回小于等于 0 的数值。
源码分析
主要属性
// 用于控制并发的锁
private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 优先级队列
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
// 用于标记当前是否有线程在排队（仅用于取元素时）private Thread leader = null;
// 条件，用于表示现在是否有可取的元素
private final Condition available = lock.newCondition();从属性我们可以知道，延时队列主要使用优先级队列来实现，并辅以重入锁和条件来控制并发安全。
因为优先级队列是无界的，所以这里只需要一个条件就可以了。
还记得优先级队列吗？点击链接直达【死磕 java 集合之 PriorityQueue 源码分析】
主要构造方法
public DelayQueue() {}
public DelayQueue(Collection<? extends E> c) {this.addAll(c);
}构造方法比较简单，一个默认构造方法，一个初始化添加集合 c 中所有元素的构造方法。
入队
因为 DelayQueue 是阻塞队列，且优先级队列是无界的，所以入队不会阻塞不会超时，因此它的四个入队方法是一样的。
public boolean add(E e) {return offer(e);
}
public void put(E e) {offer(e);
}
public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) {return offer(e);
}
public boolean offer(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {q.offer(e);
if (q.peek() == e) {
leader = null;
available.signal();}
return true;
} finally {lock.unlock();
}
}入队方法比较简单：
（1）加锁【本篇文章由公众号“彤哥读源码”原创】；
（2）添加元素到优先级队列中；
（3）如果添加的元素是堆顶元素，就把 leader 置为空，并唤醒等待在条件 available 上的线程；
（4）解锁；
出队
因为 DelayQueue 是阻塞队列，所以它的出队有四个不同的方法，有抛出异常的，有阻塞的，有不阻塞的，有超时的。
我们这里主要分析两个，poll() 和 take() 方法。
public E poll() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {E first = q.peek();
if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0)
return null;
else
return q.poll();} finally {lock.unlock();
}
}poll() 方法比较简单：
（1）加锁；
（2）检查第一个元素，如果为空或者还没到期，就返回 null；
（3）如果第一个元素到期了就调用优先级队列的 poll() 弹出第一个元素；
（4）解锁。
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {for (;;) {
// 堆顶元素
E first = q.peek();
// 如果堆顶元素为空，说明队列中还没有元素，直接阻塞等待
if (first == null)
available.await();
else {
// 堆顶元素的到期时间
long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);
// 如果小于 0 说明已到期，直接调用 poll() 方法弹出堆顶元素
if (delay <= 0)
return q.poll();
// 如果 delay 大于 0，则下面要阻塞了
// 将 first 置为空方便 gc，因为有可能其它元素弹出了这个元素
// 这里还持有着引用不会被清理
first = null; // don't retain ref while waiting
// 如果前面有其它线程在等待，直接进入等待
if (leader != null)
available.await();
else {
// 如果 leader 为 null，把当前线程赋值给它
Thread thisThread = Thread.currentThread();
leader = thisThread;
try {
// 等待 delay 时间后自动醒过来
// 醒过来后把 leader 置空并重新进入循环判断堆顶元素是否到期
// 这里即使醒过来后也不一定能获取到元素
// 因为有可能其它线程先一步获取了锁并弹出了堆顶元素
// 条件锁的唤醒分成两步，先从 Condition 的队列里出队
// 再入队到 AQS 的队列中，当其它线程调用 LockSupport.unpark(t) 的时候才会真正唤醒
// 关于 AQS 我们后面会讲的 ^^
available.awaitNanos(delay);
} finally {
// 如果 leader 还是当前线程就把它置为空，让其它线程有机会获取元素
if (leader == thisThread)
leader = null;
}
}
}
}
} finally {
// 成功出队后，如果 leader 为空且堆顶还有元素，就唤醒下一个等待的线程
if (leader == null && q.peek() != null)
// signal() 只是把等待的线程放到 AQS 的队列里面，并不是真正的唤醒
available.signal();
// 解锁，这才是真正的唤醒【本篇文章由公众号“彤哥读源码”原创】lock.unlock();}
}take() 方法稍微要复杂一些：
（1）加锁；
（2）判断堆顶元素是否为空，为空的话直接阻塞等待；
（3）判断堆顶元素是否到期，到期了直接调用优先级队列的 poll() 弹出元素；
（4）没到期，再判断前面是否有其它线程在等待，有则直接等待；
（5）前面没有其它线程在等待，则把自己当作第一个线程等待 delay 时间后唤醒，再尝试获取元素；
（6）获取到元素之后再唤醒下一个等待的线程；
（7）解锁；
使用方法
说了那么多，是不是还是不知道怎么用呢？那怎么能行，请看下面的案例：
public class DelayQueueTest {public static void main(String[] args) {DelayQueue<Message> queue = new DelayQueue<>();
long now = System.currentTimeMillis();
// 启动一个线程从队列中取元素
new Thread(()->{while (true) {
try {
// 将依次打印 1000，2000，5000，7000，8000
System.out.println(queue.take().deadline - now);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
}
}).start();
// 添加 5 个元素到队列中
queue.add(new Message(now + 5000));
queue.add(new Message(now + 8000));
queue.add(new Message(now + 2000));
queue.add(new Message(now + 1000));
queue.add(new Message(now + 7000));
}
}
class Message implements Delayed {
long deadline;
public Message(long deadline) {this.deadline = deadline;}
@Override
public long getDelay(TimeUnit unit) {return deadline - System.currentTimeMillis();
}
@Override
public int compareTo(Delayed o) {return (int) (getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
}
@Override
public String toString() {return String.valueOf(deadline);
}
}是不是很简单，越早到期的元素越先出队。
总结
（1）DelayQueue 是阻塞队列；
（2）DelayQueue 内部存储结构使用优先级队列；
（3）DelayQueue 使用重入锁和条件来控制并发安全；
（4）DelayQueue 常用于定时任务；
彩蛋
java 中的线程池实现定时任务是直接用的 DelayQueue 吗？
当然不是，ScheduledThreadPoolExecutor 中使用的是它自己定义的内部类 DelayedWorkQueue，其实里面的实现逻辑基本都是一样的，只不过 DelayedWorkQueue 里面没有使用现成的 PriorityQueue，而是使用数组又实现了一遍优先级队列，本质上没有什么区别。
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