DelayQueue 是一個無界延時阻塞隊列，元素順序按照過期時間排序，通過顯式鎖 ReentrantLock 保證并發(fā)安全，隊列中的存儲的元素必須實現(xiàn) Delayed 接口，也就是說只允許放入可以“延期”的元素。獲取元素時，只有當元素期滿之后才可獲取。DelayQueue 相對比較簡單，不過在我們之后線程池源碼分析中會遇到，所以這里也簡單介紹一下。

概述

DelayQueue 的延時策略可以總結(jié)為以下幾點：

1. 存儲元素必須實現(xiàn)Delayed接口
2. 內(nèi)部持有一個ReentrantLock保證線程安全
3. 使用優(yōu)先級隊列PriorityQueue實現(xiàn)元素存儲
4. 持有一個優(yōu)化內(nèi)部阻塞通知的線程leader
5. 用于實現(xiàn)阻塞的Condition對象

關(guān)于 Delayed 和 PriorityQueue：

• Delayed 是一個具有過期時間的元素類型
• PriorityQueue 是二叉堆實現(xiàn)的根據(jù)隊列里元素的某些屬性排序的的優(yōu)先級隊列，內(nèi)部持有一個比較器comparator（參考JUC源碼分析-集合篇（七）：PriorityBlockingQueue）

DelayQueue 其實就是在每次往優(yōu)先級隊列中添加元素，然后以元素的 delay（過期值）作為排序的因素，以此來達到先過期的元素會拍在隊首，每次從隊列里取出來都是最先要過期的元素。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及核心參數(shù)

DelayQueue 繼承關(guān)系

//鎖
private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

//內(nèi)部使用PriorityQueue存儲元素
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();

//等待獲取隊列頭元素的線程
private Thread leader = null;

//當一個新任務在隊列的頭部可用，或者新線程可能需要成為leader時，喚醒等待條件
private final Condition available = lock.newCondition();

這里我們主要介紹一下leader變量：
leader是等待獲取隊列頭元素的線程，應用主從式設計減少不必要的等待。當一個線程為leader，它只會等待下一個延遲屆期，但是其他線程的等待是不確定的。在從take()或poll()獲取數(shù)據(jù)返回前，leader線程必須喚醒其他等待的線程，除非其他線程在這期間變成leader。如果隊列頭被一個有著更快過期時間的元素替換掉，leader將會被設置為null而失效，并喚醒其他等待線程（不一定是當前leader線程）。所以等待線程在等待期間必須時刻準備獲取或失去 leader 權(quán)限。

源碼解析

offer(E e)

DelayQueue 添加或入列操作方法包括put、add、offer，都是通過offer方法實現(xiàn)，所以我們這里只對offer進行解析：

public boolean offer(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        //調(diào)用priorityQueue的offer出列
        q.offer(e);
        if (q.peek() == e) {
            leader = null;
            available.signal();
        }
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

說明：首先執(zhí)行鎖操作，把元素添加到優(yōu)先級隊列priorityQueue中；如果當前元素是隊列的頭元素，則設置leader為空，并喚醒所有等待available的線程；最后釋放鎖。
這里用到了PriorityQueue的offer()和peek()方法。PriorityQueue 的入列操作與 PriorityBlockingQueue 基本一致，這里大家可以參考筆者的另一篇文章JUC源碼分析-集合篇（七）：PriorityBlockingQueue，查看 PriorityBlockingQueue 的入列方式，本篇就不多贅述了。

take()

DelayQueue 的出列或獲取元素方法包括poll、take、peek，poll直接獲取元素，如果隊列中沒有屆期元素返回null；take會一直等待元素可用；peek只獲取但不移除元素。相對來說，take方法內(nèi)包括了另外兩個方法的邏輯，所以這里我們只針對take方法進行分析：

public E take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        //自旋
        for (;;) {
            E first = q.peek();
            if (first == null)//首節(jié)點為空，等待
                available.await();
            else {
                long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);//延時時間
                if (delay <= 0)
                    return q.poll();
                //釋放first的引用，避免內(nèi)存泄漏
                first = null; // don't retain ref while waiting
                if (leader != null)//leader不為空，證明有其他線程已經(jīng)獲取到leader，加入條件隊列等到延時結(jié)束
                    available.await();
                else {
                    Thread thisThread = Thread.currentThread();
                    leader = thisThread;//leader指向當前線程
                    try {
                        available.awaitNanos(delay);
                    } finally {
                        if (leader == thisThread)//檢查是否被其他線程改變，沒有就重置，再次循環(huán)
                            leader = null;
                    }
                }
            }
        }
    } finally {
        if (leader == null && q.peek() != null)//leader為空并且隊列不空，說明沒有其他線程在等待，那就通知條件隊列
            available.signal();
        lock.unlock();
    }
}

說明：函數(shù)執(zhí)行邏輯如下：

1. 首先對隊列加（響應中斷）鎖；
2. 調(diào)用priorityQueue.peek()方法獲取首節(jié)點；
3. 首節(jié)點為空則調(diào)用available.await()等待被喚醒；
4. 首節(jié)點不為空，并且延遲時間為0則執(zhí)行出列操作；
5. 首節(jié)點不為空但是尚未屆期，則首先釋放 first 的引用，防止內(nèi)存泄漏，然后執(zhí)行如下邏輯：

• leader不為空，證明有其他線程已經(jīng)獲取到leader，當前線程加入等待條件隊列;
• leader為空，使leader指向當前線程，等待節(jié)點的 delay 時間；

6. 處理結(jié)束，如果隊列中還有節(jié)點就喚醒在available條件上等待的線程。
7. unlock

小結(jié)

如果你理解了我們前幾章的內(nèi)容，會發(fā)現(xiàn) DelayQueue 還是比較簡單的。
本章重點：DelayQueue 的延時策略。