并发集合(五)使用线程安全的、带有延迟元素的列表-阿里云开发者社区

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并发集合(五)使用线程安全的、带有延迟元素的列表

简介:
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使用线程安全的、带有延迟元素的列表

DelayedQueue类是Java API提供的一种有趣的数据结构,并且你可以用在并发应用程序中。在这个类中,你可以存储带有激活日期的元素。方法返回或抽取队列的元素将忽略未到期的数据元素。它们对这些方法来说是看不见的。

为了获取这种行为,你想要存储到DelayedQueue类中的元素必须实现Delayed接口。这个接口允许你处理延迟对象,所以你将实现存储在DelayedQueue对象的激活日期,这个激活时期将作为对象的剩余时间,直到激活日期到来。这个接口强制实现以下两种方法:

  • compareTo(Delayed o):Delayed接口继承Comparable接口。如果执行这个方法的对象的延期小于作为参数传入的对象时,该方法返回一个小于0的值。如果执行这个方法的对象的延期大于作为参数传入的对象时,该方法返回一个大于0的值。如果这两个对象有相同的延期,该方法返回0。
  • getDelay(TimeUnit unit):该方法返回与此对象相关的剩余延迟时间,以给定的时间单位表示。TimeUnit类是一个枚举类,有以下常量:DAYS、HOURS、 MICROSECONDS、MILLISECONDS、 MINUTES、 NANOSECONDS 和 SECONDS。


在这个例子中,你将学习如何使用DelayedQueue类来存储一些具有不同激活日期的事件。

准备工作…

这个指南的例子使用Eclipse IDE实现。如果你使用Eclipse或其他IDE,如NetBeans,打开它并创建一个新的Java项目。

如何做…

按以下步骤来实现的这个例子:

1.创建一个实现Delayed接口的Event类。


1 public class Event implements Delayed

2.声明一个私有的、Date类型的属性startDate。


1 private Date startDate;

3.实现这个类的构造器,并初始化它的属性。


1 public Event (Date startDate) {this.startDate=startDate;}

4.实现compareTo()方法。它接收一个Delayed对象作为参数。返回当前对象的延期与作为参数传入对象的延期之间的差异。


1 <br /><br />@Override<br />public int compareTo(Delayed o) {<br />long result=this.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS)-o.<br />getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);<br />if (result&lt;0) {<br />return -1;<br />} else if (result&gt;0) {<br />return 1;<br />}<br />return 0;<br />}<br /><br />

5.实现getDelay()方法。返回对象的startDate与作为参数接收的TimeUnit的真实日期之间的差异。


1 public long getDelay(TimeUnit unit) {
2 Date now=new Date();
3 long diff=startDate.getTime()-now.getTime();
4 return unit.convert(diff,TimeUnit.MILLISECONDS);
5 }

6.创建一个实现Runnable接口的Task类。


1 public class Task implements Runnable {

7.声明一个私有的、int类型的属性id,用来存储任务的标识数字。


1 private int id;

8.声明一个私有的、参数化为Event类的DelayQueue类型的属性queue。


1 <br /><br />private DelayQueue&lt;Event&gt; queue;<br /><br />

9.实现这个类的构造器,并初始化它的属性。


1 public Task(int id, DelayQueue<Event> queue) {
2 this.id=id;<br />this.queue=queue;
3 }

10.实现run()方法。首先,计算任务将要创建的事件的激活日期。添加等于对象ID的实际日期秒数。


1 @Override
2 public void run() {
3 Date now=new Date();
4 Date delay=new Date();
5 delay.setTime(now.getTime()+(id*1000));
6 System.out.printf("Thread %s: %s\n",id,delay);

11.使用add()方法,在队列中存储100个事件。


1 for (int i=0; i&lt;100; i++) {
2 Event event=new Event(delay);
3 queue.add(event);
4 }

12.通过创建Main类,并实现main()方法,来实现这个例子的主类。


1 public class Main {
2 public static void main(String[] args) throws Exception {

13.创建一个参数化为Event类的DelayedQueue对象。


1 DelayQueue<Event> queue=new DelayQueue<>();

14.创建一个有5个Thread对象的数组,用来存储将要执行的任务。


1 Thread threads[]=new Thread[5];

15.创建5个具有不同IDs的Task对象。


1 for (int i=0; i&lt;threads.length; i++){<br />Task task=new Task(i+1, queue);<br />threads[i]=new Thread(task);
2 }

16.开始执行前面创建的5个任务。


1 for (int i=0; i<threads.length; i++) {
2 threads[i].start();
3 }

17.使用join()方法等待任务的结束。


1 for (int i=0; i<threads.length; i++) {
2 threads[i].join();
3 }

18.将存储在队列中的事件写入到控制台。当队列的大小大于0时,使用poll()方法获取一个Event类。如果它返回null,令主线程睡眠500毫秒,等待更多事件的激活。


01 do {
02 int counter=0;
03 Event event;
04 do {
05 event=queue.poll();
06 if (event!=null) counter++;
07 } while (event!=null);
08 System.out.printf("At %s you have read %d events\n",new Date(),counter);
09 TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
10 }while (queue.size()>0);
11 }
12 }

它是如何工作的…

在这个指南中,我们已实现Event类。这个类只有一个属性(表示事件的激活日期),实现了Delayed接口,所以,你可以在DelayedQueue类中存储Event对象。

getDelay()方法返回在实际日期和激活日期之间的纳秒数。这两个日期都是Date类的对象。你已使用getTime()方法返回一个被转换成毫秒的日期,你已转换那个值为作为参数接收的TimeUnit。DelayedQueue类使用纳秒工作,但这一点对于你来说是透明的。

对于compareTo()方法,如果执行这个方法的对象的延期小于作为参数传入的对象的延期,该方法返回小于0的值。如果执行这个方法的对象的延期大于作为参数传入的对象的延期,该方法返回大于0的值。如果这两个对象的延期相等,则返回0。

你同时实现了Task类。这个类有一个整数属性id。当一个Task对象被执行,它增加一个等于任务ID的秒数作为实际日期,这是被这个任务存储在DelayedQueue类的事件的激活日期。每个Task对象使用add()方法存储100个事件到队列中。

最后,在Main类的main()方法中,你已创建5个Task对象,并用相应的线程来执行它们。当这些线程完成它们的执行,你已使用poll()方法将所有元素写入到控制台。这个方法检索并删除队列的第一个元素。如果队列中没有任务到期的元素,这个方法返回null值。你调用poll()方法,并且如果它返回一个Evnet类,你增加计数器。当poll()方法返回null值时,你写入计数器的值到控制台,并且令线程睡眠半秒等待更多的激活事件。当你获取存储在队列中的500个事件,这个程序执行结束。

以下截图显示程序执行的部分输出:

3

你可以看出这个程序当它被激活时,只获取100个事件。

注意:你必须十分小心size()方法。它返回列表中的所有元素数量,包含激活与未激活元素。

不止这些…

DelayQueue类提供其他有趣方法,如下:

  • clear():这个方法删除队列中的所有元素。
  • offer(E e):E是代表用来参数化DelayQueue类的类。这个方法插入作为参数传入的元素到队列中。
  • peek():这个方法检索,但不删除队列的第一个元素。
  • take():这具方法检索并删除队列的第一个元素。如果队列中没有任何激活的元素,执行这个方法的线程将被阻塞,直到队列有一些激活的元素。

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ali清英
方腾飞,花名清英,英文名kiral,并发编程网创始人,支付宝技术专家,《Java并发编程的艺术》作者。
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