實現延時任務有很多的方法，網上關于延時任務的實現的文章已經不少了。比如：實現延時任務的10種方法等等。但是這些文章基本上都是將方法大概的列舉一下，給出部分示例代碼，對于有經驗的老程序員可能一看就知道該怎么去把它實現完整，但是對于初學者來說不夠友好。所以，我打算寫一個系列的文章，詳細的給出每種延時任務的實現方法、完整實現代碼，以及工作原理，歡迎并期待大家關注我。

小概念：什么是延時任務？舉個例子：你買了一張火車票，必須在30分鐘之內付款，否則該訂單被自動取消。訂單30分鐘不付款自動取消，這個任務就是一個延時任務。

一、DelayQueue的應用原理

DelayQueue是一個無界的BlockingQueue的實現類，用于放置實現了Delayed接口的對象，其中的對象只能在其到期時才能從隊列中取走。

• BlockingQueue即阻塞隊列，java提供的面向多線程安全的隊列數據結構，當隊列內元素數量為0的時候，試圖從隊列內獲取元素的線程將被阻塞或者拋出異常。
• 這里的“無界”隊列，是指隊列的元素數量不存在上限，隊列的容量會隨著元素數量的增加而擴容。

DelayQueue實現了BlockingQueue接口，所以具有無界、阻塞的特點，除此之外它自己的核心特點就是：

• 放入該隊列的延時任務對象，只要到達延時時間之后才能被取到。
• DelayQueue 不接收null元素
• DelayQueue 只接受那些實現了java.util.concurrent.Delayed接口的對象

二、訂單延時任務的實現

了解了DelayQueue的特點之后，我們就可以利用它來實現延時任務了，實現java.util.concurrent.Delayed接口。

import org.jetbrains.annotations.NotNull;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 延時訂單任務
 */
public class OrderDelayObject implements Delayed {
  private String name;
  private long delayTime;   //延時時間
  //實際業務中這里傳訂單信息對象，我這里只做demo，所以使用字符串了
  private String order;

  public OrderDelayObject(String name, long delayTime, String order) {
    this.name = name;
    //延時時間加上當前時間
    this.delayTime = System.currentTimeMillis() + delayTime;
    this.order = order;
  }

  //獲取延時任務的倒計時時間
  @Override
  public long getDelay(TimeUnit unit) {
    long diff = delayTime - System.currentTimeMillis();
    return unit.convert(diff, TimeUnit.MILLISECONDS);
  }

  //延時任務隊列，按照延時時間元素排序，實現Comparable接口
  @Override
  public int compareTo(@NotNull Delayed obj) {
    return Long.compare(this.delayTime, ((OrderDelayObject) obj).delayTime);
  }

  @Override
  public String toString() {
    Date date = new Date(delayTime);
    SimpleDateFormat sd = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    return "\nOrderDelayObject:{"
            + "name=" + name
            + ", time=" + sd.format(date)
            + ", order=" + order
            + "}";
  }
} 

• 上文類中的order為訂單信息對象，在實際的業務開發過程中應該是傳遞訂單信息，用于取消訂單業務的實現（訂單30分鐘不付款自動取消）。
• Delayed接口繼承自 Comparable接口，所以需要實現compareTo方法，用于延時任務在隊列中按照“延時時間”進行排序。
• getDelay方法是Delayed接口方法，實現該方法提供獲取延時任務的倒計時時間

三、訂單處理

首先我們需要一個容器，永久保存延時任務隊列，如果是Spring開發環境我們可以這樣做。

@Bean("orderDelayQueue")
public DelayQueue<OrderDelayObject> orderDelayQueue(){
    return new DelayQueue<OrderDelayObject>();
}

當用戶下單的時候，將訂單下單任務放入延時隊列

@Resource
private DelayQueue<OrderDelayObject> orderDelayQueue;

//發起訂單下單的時候將訂單演示對象放入orderDelayQueue
orderDelayQueue.add(
        new OrderDelayObject(
                "訂單延時取消任務",
                30 * 60 * 1000,    //延時30分鐘
                "延時任務訂單對象信息"
        )
);

系統內開啟一個線程，不斷的從隊列中獲取消息，獲取到之后對延時消息進行處理。DelayQueue的take方法從隊列中獲取延時任務對象，如果隊列元素數量為0，或者沒有到達“延時時間的任務”，該線程會被阻塞。

@Component
public class DelayObjectConsumer<OrderDelayObject> implements InitializingBean {

  @Resource
  private DelayQueue<OrderDelayObject> orderDelayQueue;

  @Override
  public void afterPropertiesSet() throws Exception {
    new Thread(() -> {
      while (true) {
        OrderDelayObject task = orderDelayQueue.take();
        System.out.println(task.toString());
        System.out.println(task.getOrder());
        //根據order訂單信息，去查詢該訂單的支付信息
        //如果用戶沒有進行支付，將訂單從數據庫中關閉
        //如果訂單并發量比較大，這里可以考慮異步或線程池的方式進行處理
      }
    }).start();
  }
}

需要說明的是，這里的while-true循環的延時任務處理時順序執行的，在訂單并發量比較大的時候，需要考慮異步處理的方式完成訂單的關閉操作。我之前寫作一個SpringBoot的可觀測、易配置的線程池開源項目，可能會對你有幫助，源代碼地址：https://gitee.com/hanxt/zimug-monitor-threadpool
經過我的測試，放入orderDelayQueue的延時任務，在半小時之后得到正確的執行處理。說明我們的實現是正確的。

四、優缺點

使用DelayQueue實現延時任務非常簡單，而且簡便，全部都是標準的JDK代碼實現，不用引入第三方依賴（不依賴redis實現、消息隊列實現等），非常的輕量級。

它的缺點就是所有的操作都是基于應用內存的，一旦出現應用單點故障，可能會造成延時任務數據的丟失。如果訂單并發量非常大，因為DelayQueue是無界的，訂單量越大，隊列內的對象就越多，可能造成OOM的風險。所以使用DelayQueue實現延時任務，只適用于任務量較小的情況。
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