ScheduledThreadPoolExecutor是ThreadPoolExecutor的扩展类，用于实现延时执行任务或周期执行任务。一般来说，周期性任务或定时任务包括两个组成部分：一个是执行任务的线程池，一个是存储任务的内存。还记得石英吗？企业级定时任务框架最重要的内容其实就是这两部分：SimpleThreadPool和JobStore。ScheduledThreadPoolExecutor也不例外，由一个线程池和一个任务队列组成。线程池继承自ThreadPoolExecutor，还有任务队列DelayedWorkQueue，了解了ThreadPoolExecutor和DelayedWorkQueue，基本了解了ScheduledThreadPoolExecutor。另外，ScheduledThreadPoolExecutor的特殊之处在于他执行的任务必须是ScheduledFutureTask，ScheduledFutureTask是“未来要执行的任务”，而这个“未来”是由delay指定的。即使通过ScheduledThreadPoolExecutor提交“立即”而非“未来”执行的任务，也必须通过延迟时间为0的ScheduledFutureTask提交。ScheduledFutureTask任务提交后，加入阻塞队列DelayedWorkQueue等待调度.ScheduledThreadPoolExecutor的创建提供了四种构造方法，都是通过调用父类ThreadPoolExecutor的构造方法完成ScheduledThreadPoolExecutor对象的创建：());}publicSc??heduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,ThreadFactorythreadFactory){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue(),threadFactory);}publicSc??heduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,RejectedExecutionHandlerhandler){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue(),handler);}publicSc??heduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,ThreadFactorythreadFactory,RejectedExecutionHandlerhandler){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue(),threadFactory,handler);}corePoolSize由构造方法的参数指定，而maximumPoolSize在构造方法中固定设置为Integer.MAX_VALUE，即无限的keepAliveTime设置为0，后面会知道ScheduledThreadPoolExecutor的线程数会不超过corePoolSize，如果allowCoreThreadTimeOut保持默认（false），那么这个keepAliveTime其实是没有意义的。四种构造方法都将阻塞队列设置为newDelayedWorkQueue()，即只支持DelayedWorkQueue。ScheduledThreadPoolExecutor的线程池管理ScheduledThreadPoolExecutor是ThreadPoolExecutor的扩展。线程池管理部分没有扩展，保留了ThreadPoolExecutor原有的功能。每次向队列中添加任务时，都会调用ensurePrestart（ThreadPoolExecutor实现）方法创建并启动一个线程。ThreadPoolExecutor的ensurePrestart方法：voidensurePrestart(){intwc=workerCountOf(ctl.get());如果(wcsft=newScheduledFutureTask(command,null,triggerTime(initialDelay,unit),unit.toNanos(period));RunnableScheduledFuturet=decorateTask(command,sft);sft.outerTask=t;延迟执行（t）；返回吨;周期性地（由参数period指定），重复执行的任务主要执行以下操作：首先创建ScheduledFutureTask任务，然后将其打包成一个RunnableScheduledFuture。实际上，decorateTask方法直接返回创建的ScheduledFutureTask。没什么好分析的，然后调用delayedExecute启动线程执行。任务ScheduledFutureTask任务也是ScheduledThreadPoolExecutor的重头戏！ScheduledFutureTask继承自FutureTask，实现了RunnableScheduledFuture接口，所以比较复杂：可以异步执行有返回值的任务（Future接口），也可以执行周期性任务（RunnableScheduledFuture接口）。首先，认识几个重要的属性：time：任务应该执行的时间（纳秒）period：周期性执行任务的间隔时间（纳秒），正数代表fix-rate，负数代表fix-delay（fixed-rate和fixed-delay在之前的jdktimer文章中有提到，意思相同）outerTask：指向自己的RunnableScheduledFuture对象compareTo方法：进入DelayedWorkQueue队列时，需要调用CompareTo方法比较大小，这样最近执行的任务就被放入在堆的头部。compareTo方法最终比较时间属性。运行方法：publicvoidrun(){booleanperiodic=isPeriodic();如果（！canRunInCurrentRunState（定期））取消（假）；elseif(!periodic)ScheduledFutureTask.super.run();elseif(ScheduledFutureTask.super.runAndReset()){setNextRunTime();reExecutePeriodic（outerTask）；如果是一次性任务，直接调用FutureTask的run方法执行任务，否则，如果是周期任务，先调用FutureTask的runAndReset方法，如果调用成功，设置下次执行时间，然后通过调用reExecutePeriodic再次将当前任务添加到队列中。runAndReset方法首先执行当前任务，执行完成后将当前任务的状态重置为NEW，为下一次执行做准备。通过分析runAndReset方法可以知道，周期性任务执行完后，就无法再获取到return了（回想一下FutureTask的代码逻辑，state设置为NEW后，就无法再获取到return了）。delayedExecute启动线程方法的代码很简单：privatevoiddelayedExecute(RunnableScheduledFuturetask){if(isShutdown())reject(task);else{super.getQueue().add(任务);如果(isShutdown()&&!canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic())&&remove(task))task.cancel(false);否则ensurePrestart();}}任务加入队列，然后调用ensurePrestart方法启动线程！任务直接进入队列，然后启动线程，任务的执行完全交给ThreadPoolExecutor的任务执行线程Worker去调度：Worker线程调用getTask方法从队列中获取并执行任务！我们现在可以做一个大胆的猜测：周期性任务对执行时间有严格的要求，没有达到执行时间的任务是不能执行的。既然ThreadPoolExecutor的任务执行线程的逻辑是没有执行时间判断的，那么，这个逻辑应该是在getTask方法从队列中获取任务时，通过队列的dequeue方法来实现的。现在轮到阻塞队列DelayedWorkQueue上场了。我们带着这个问题来研究DelayedWorkQueue队列。阻塞队列DelayedWorkQueueDelayedWorkQueue底层是一个数组实现的堆结构。堆结构是一棵完全二叉树，它保证每个结点都大于（或小于）它的叶子结点，这样堆头结点（即数组的第一个元素）一定是最大（或最小）的.DelayedWorkQueue是一个存放ScheduledFutureTask的队列。最近执行的任务需要存放在堆头，每个节点都应该小于它的叶子节点。每有一个任务加入队列，一个节点出队，一个节点删除，都需要根据任务执行时间重新调整队列。初始容量为16，当有新节点加入队列时，如果队列容量不够用，则扩充原容量的50%（新容量=1.5*旧容量）。当有新节点进入队列时，调用siftUp方法重新调整队列，使新节点加入到堆的合适位置。privatevoidsiftUp(intk,RunnableScheduledFuturekey){while(k>0){intparent=(k-1)>>>1;RunnableScheduledFuturee=queue[parent];如果(key.compareTo(e)>=0)中断；队列[k]=e;设置索引（e，k）；k=父母；}队列[k]=键；设置索引（键，k）；特点：完全二叉树的第k个节点的父节点在数组中的位置为：(k-1)/2四舍五入。当有节点加入队列时，默认加入尾部k（当前数组的大小），获取k的父节点，比较当前节点和父节点。如果当前节点大于父节点（调用了ScheduledFutureTask的compareTo方法，比较时间），说明当前节点找到了正确的位置，否则当前节点与父节点交换位置，继续找到父节点进行比较，直到找到根节点。这样，新加入的节点在通过siftUp操作后，会根据任务触发时间time进入队列中合适的位置。当一个节点需要从队列中移除时，它也需要执行类似的操作（调用siftUp或siftDown方法）来保证堆的正确顺序。这样DelayedWorkQueue队列就可以一直保证堆头（也就是数组的第一个元素）是最近需要执行的任务。任务执行线程在获取到最近要执行的任务时，不需要遍历整个队列，只需要获取到堆头的第一个节点即可执行。堆结构很适合周期任务或者定时任务的应用场景：节点加入任务的时效性要求不高（因为是需要延迟的任务，时效性要求肯定不高），而获取数据的时效性要求高（到了执行任务的时间，最好立即获取并立即执行），可以有效提高任务执行的效率。在了解了堆结构的特点以及进入和退出堆结构的排序逻辑之后，我们需要验证一下我们的猜测：出队逻辑会判断节点的执行时间是否到了。因为ThreadPoolExecutor的getTask()方法是调用队列的take方法获取任务的，直接看DelayedWorkQueue的take()方法即可。publicRunnableScheduledFuturetake()throwsInterruptedException{finalReentrantLocklock=this.lock;锁。锁定中断（）；try{for(;;){RunnableScheduledFuturefirst=queue[0];如果(first==null)available.await();else{长延迟=first.getDelay(NANOSECONDS);if(delay<=0)returnfinishPoll(first);第一个=空；//等待时不要保留refif(leader!=null)available.await();else{ThreadthisThread=Thread.currentThread();领导者=这个线程；尝试{available.awaitNanos(delay);}finally{if(leader==thisThread)leader=null;}}}}}finally{if(leader==null&&queue[0]!=null)available.signal();锁定。解锁（）；}}逻辑很清晰：加锁队列获取堆头任务，如果为空（空队列，无任务），等待（注意等待会释放锁资源，等待唤醒然后重新获取Lock资源，ReentrantLock我们后面会详细分析）否则判断堆头任务执行时间到了，将堆头任务出队，返回堆头任务;否则，堆头任务的执行时间还没有到，采用Leader-Follower模式等待上面的第3点来验证我们的猜测！Leader-Follower模式是指当线程池中有多个线程等待执行任务时，线程之间会竞争Leader。只有一个线程会赢得竞争成为Leader，其他线程成为Followers。Leader被授权只等待指定时间（当前与下一次任务执行的时间差），Follower线程需要无限期等待（被其他线程取消或唤醒）。在等待过程中，如果有新的节点加入队列成为堆头（新加入的任务成为最近要执行的任务），需要设置leader为空，唤醒等待线程重新争夺领导者。Leader-Follower模式可以有效防止所有等待线程无限期进入等待模式，被动等待其他线程唤醒，等到等待时间后主动唤醒执行任务。总结周期任务线程池ScheduledThreadPoolExecutor就完成了。简单总结：周期性线程池在创建时可以处理即时任务、延迟一次性任务和延迟周期性任务（FixedRate和FixedDelay模式）。核心线程数。线程池最终启动的线程数不会超过核心线程数。每提交一个任务，同时启动一个线程，直到线程池数量达到核心线程数量。无论是即时任务还是延迟任务，任务提交后，直接加入阻塞队列，等待线程从队列中取出并执行。阻塞队列采用DelayedWorkQueue这种堆结构，最近执行的任务总是放在堆头的线程池中。线程获得了堆头任务的优先执行权谢谢！上一篇线程池——ThreadPoolExecutor源码分析
