DelayQueue是一个支持延时获取元素的***阻塞队列。并且队列中的元素必须实现Delayed接口。在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有在延迟期满时才能从队列中获取到元素。DelayQueue的应用范围非常广阔，如可以用它来保存缓存中元素的有效期，也可用它来实现定时任务。

Delayed接口

在分析DelayQueue源码之前，我们先来看看Delayd接口，其源码定义如下：

public interface Delayed extends Comparable < Delayed > { /** * 指定返回对象的延时时间 * @param unit [时间单位] * @return [延时的剩余，0或者-1表示延时已经过期] */ long getDelay(TimeUnit unit);}

我们看到，Delayed接口继承了Comparable接口，即实现Delayed接口的对象必须实现getDelay(TimeUnit unit)方法和compareTo(T o)方法。这里compareTo(T o)方法可以用来实现元素的排序，可以将延时时间长的放到队列的末尾。

DelayQueue构造函数

上面分析了Delayed接口，接下来我们分析DelayQueue的构造函数。DelayQueue提供了2种构造函数，一个是无参构造函数，一个是给定集合为参数的构造函数。其源码如下：

/** * 构建一个空的DelayQueue */public DelayQueue() {}/** * 给定集合c为参数的构造函数 * 将集合c中的元素全部放入到DelayQueue中 */public DelayQueue(Collection < ? extends E > c) { this.addAll(c);}

addAll方法是AbstractQueue抽象类中的方法，其源码如下：

public boolean addAll(Collection < ? extends E > c) { // 参数检测 if (c == null) throw new NullPointerException(); if (c == this) throw new IllegalArgumentException(); boolean modified = false; //遍历集合c中的元素 for (E e: c) // 调用DelayQueue中的add方法 if (add(e)) modified = true; return modified;}

从上面的源码中，我们可以看到，AbstractQueue抽象类中addAll方法实际是调用DelayQueue类中的add方法来实现的。

DelayQueue 入列操作

DelayQueue提供了4中入列操作，分别是：

add(E e):阻塞的将制定元素添加到延时队列中去，因为队列是***的因此此方法永不阻塞。offer(E e):阻塞的将制定元素添加到延时队列中去，因为队列是***的因此此方法永不阻塞。put(E e):阻塞的将制定元素添加到延时队列中去，因为队列是***的因此此方法永不阻塞。offer(E e, long timeout, TimeUnit unit):阻塞的将制定元素添加到延时队列中去，因为队列是***的因此此方法永不阻塞。

这里大家可能会奇怪，为什么这些入列方法的解释都是一样的？这个问题先等下回答，我们先来看看这几个入列方法的源码定义：

public boolean add(E e) { return offer(e);}public boolean offer(E e) { //获取可重入锁 final ReentrantLock lock = this.lock; //加锁 lock.lock(); try { //调用PriorityQueue中的offer方法 q.offer(e); //调用PriorityQueue中的peek方法 if (q.peek() == e) { leader = null; available.signal(); } return true; } finally { //释放锁 lock.unlock(); }}public void put(E e) { offer(e);}public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) { return offer(e);}

这里我们从源码中可以看到，add(E e)方法、put(E e)方法和offer(E e,long timeout,TimeUnit unit)方法都是调用offer(E e)方法来实现的，这也是为什么这几个方法的解释都是一样的原因。其中offer(E e)方法的核心又是调用了PriorityQueue中的offer(E e)方法，PriorityQueue和PriorityBlockingQueue都是以二叉堆的***队列，只不过PriorityQueue不是阻塞的而PriorityBlockingQueue是阻塞的。

DelayQueue出列操作

DelayQueue提供了3中出列操作方法，它们分别是：

poll():检索并删除此队列的开头，如果此队列没有延迟延迟的元素，则返回nulltake():检索并除去此队列的头，如有必要，请等待直到该队列上具有过期延迟的元素可用。poll(long timeout, TimeUnit unit):检索并删除此队列的头，如有必要，请等待直到该队列上具有过期延迟的元素可用，或者或指定的等待时间到期。

下面我们来一个一个分析出列操作的原来。

poll():

poll操作的源码定义如下：

public E poll() { //获取可重入锁 final ReentrantLock lock = this.lock; //加锁 lock.lock(); try { //获取队列中的第一个元素 E first = q.peek(); //若果元素为null,或者头元素还未过期，则返回false if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0) return null; else //调用PriorityQueue中的出列方法 return q.poll(); } finally { lock.unlock(); }}

该方法与PriorityQueue的poll方法唯一的区别就是多了if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0)这个条件判断，该条件是表示如果队列中没有元素或者队列中的元素未过期，则返回null。

take

take操作源码定义如下：

public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; //加锁 lock.lockInterruptibly(); try { //西循环 for (;;) { //查看队列头元素 E first = q.peek(); //如果队列头元素为null,则表示队列中没有数据，线程进入等待队列 if (first == null) available.await(); else { // 获取first元素剩余的延时时间 long delay = first.getDelay(NANOSECONDS); //若果剩余延时时间<=0 表示元素已经过期，可以从队列中获取元素 if (delay <= 0) //直接返回头部元素 return q.poll(); //若果剩余延时时间>0，表示元素还未过期，则将first置为null,防止内存溢出 first = null; // don't retain ref while waiting //如果leader不为null，则直接进入等待队列中等待 if (leader != null) available.await(); else { //若果leader为null,则把当前线程赋值给leader，并超时等待delay纳秒 Thread thisThread = Thread.currentThread(); leader = thisThread; try { available.awaitNanos(delay); } finally { if (leader == thisThread) leader = null; } } } } } finally { if (leader == null && q.peek() != null) //唤醒线程 available.signal(); lock.unlock(); }}

take操作比poll操作稍微要复杂些，但是逻辑还是相对比较简单。只是在获取元素的时候先检查元素的剩余延时时间，如果剩余延时时间<=0,则直接返回队列头元素。如果剩余延时时间>0，则判断leader是否为null，若果leader不为null，则表示已经有线程在等待获取队列的头部元素，因此直接进入等待队列中等待。若果leader为null，则表示这是第一个获取头部元素的线程，把当前线程赋值给leader，然后超时等待剩余延时时间。在take操作中需要注意的一点是fist=null，因为如果first不置为null的话会引起内存溢出的异常，这是因为在并发的时候，每个线程都会持有一份first，因此first不会被释放，若果线程数过多，就会导致内存溢出的异常。

poll(long timeout, TimeUnit unit)

超时等待获取队列元素的源码如下：

public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { long nanos = unit.toNanos(timeout); final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { for (;;) { E first = q.peek(); if (first == null) { if (nanos <= 0) return null; else nanos = available.awaitNanos(nanos); } else { long delay = first.getDelay(NANOSECONDS); if (delay <= 0) return q.poll(); if (nanos <= 0) return null; first = null; // don't retain ref while waiting if (nanos < delay || leader != null) nanos = available.awaitNanos(nanos); else { Thread thisThread = Thread.currentThread(); leader = thisThread; try { long timeLeft = available.awaitNanos(delay); nanos -= delay - timeLeft; } finally { if (leader == thisThread) leader = null; } } } } } finally { if (leader == null && q.peek() != null) available.signal(); lock.unlock(); }}

这个出列操作的逻辑和take出列操作的逻辑几乎一样，唯一不同的在于take是无时间限制等待，而改操作是超时等待。

总结

DelayQueue的入列和出列操作逻辑相对比较简单，就是在获取元素的时候，判断元素是否已经过期，若果过期就可以直接获取，没有过期的话poll操作是直接返回null，take操作是进入等待队列中等待。