支持线程安全、任务的取消的TimingWheel java实现方式

时间: 2024-05-06 10:15:52 浏览: 16
TimingWheel是常用的一种时间轮算法,它可以用来实现延时任务或者定时任务的调度。在Java中,我们可以使用ScheduledExecutorService来实现定时任务,但是它不支持任务的取消和线程安全。因此,我们可以通过自己实现一个TimingWheel来满足这些需求。 以下是一个基于Java的线程安全的TimingWheel实现方式: ```java import java.util.concurrent.*; public class TimingWheel { private final int tickMs; private final int wheelSize; private final long startMs; private final TaskList[] wheel; private final Executor executor; private final ScheduledExecutorService timer; private final Semaphore semaphore = new Semaphore(1); private long currentTimeMs; private int currentTickIndex; public TimingWheel(int tickMs, int wheelSize, long startMs, Executor executor) { this.tickMs = tickMs; this.wheelSize = wheelSize; this.startMs = startMs; this.wheel = new TaskList[wheelSize]; for (int i = 0; i < wheelSize; ++i) { wheel[i] = new TaskList(); } this.executor = executor; this.timer = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(); this.currentTimeMs = startMs - (startMs % tickMs); this.currentTickIndex = 0; } public void addTask(Task task) { long expirationMs = task.getExpirationMs(); if (expirationMs < currentTimeMs + tickMs) { executor.execute(task); } else { if (expirationMs > startMs + tickMs * wheelSize) { throw new IllegalArgumentException("Expiration " + expirationMs + " is out of bounds"); } int idx = (int) ((expirationMs / tickMs - startMs / tickMs) % wheelSize); TaskList list = wheel[idx]; list.add(task); } } public void start() { timer.scheduleAtFixedRate(() -> { try { semaphore.acquire(); advanceClock(); tick(); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } finally { semaphore.release(); } }, tickMs, tickMs, TimeUnit.MILLISECONDS); } private void advanceClock() { currentTimeMs += tickMs; currentTickIndex = (int) (currentTimeMs / tickMs % wheelSize); } private void tick() { TaskList list = wheel[currentTickIndex]; list.flush(executor); list.clear(); } public void shutdown() { timer.shutdown(); executor.execute(() -> { for (TaskList list : wheel) { list.flush(executor); list.clear(); } }); } private static class TaskList { private final ConcurrentLinkedQueue<Task> taskQueue = new ConcurrentLinkedQueue<>(); public void add(Task task) { taskQueue.add(task); } public void flush(Executor executor) { Task task; while ((task = taskQueue.poll()) != null) { if (!task.isCancelled()) { executor.execute(task); } } } public void clear() { taskQueue.clear(); } } public interface Task extends Runnable { long getExpirationMs(); boolean isCancelled(); } } ``` 在上面的实现中,我们使用了Semaphore来保证线程安全,使用ScheduledExecutorService来实现定时任务,并且支持任务的取消。当需要添加任务时,我们首先判断任务的过期时间是否在当前时间轮的范围内,如果是,则直接执行任务;如果不是,则将任务添加到对应的槽中。每个槽都是一个TaskList,它是一个线程安全的ConcurrentLinkedQueue。每一次tick时,我们会刷新当前槽中的所有任务,并将其清空。 使用示例: ```java public class TimingWheelDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(10); TimingWheel timingWheel = new TimingWheel(100, 20, System.currentTimeMillis(), executor); timingWheel.start(); for (int i = 0; i < 100; i++) { timingWheel.addTask(new Task(i * 1000 + System.currentTimeMillis()) { @Override public void run() { System.out.println("Task " + this.getExpirationMs() + " is running"); } @Override public boolean isCancelled() { return false; } }); } Thread.sleep(30000); timingWheel.shutdown(); ((ExecutorService) executor).shutdown(); } private static abstract class Task implements TimingWheel.Task { private final long expirationMs; Task(long expirationMs) { this.expirationMs = expirationMs; } @Override public long getExpirationMs() { return expirationMs; } } } ``` 上面的示例中,我们创建一个TimingWheel实例,然后添加了100个任务。每个任务的过期时间依次增加1000毫秒,并在定时任务执行时打印出过期时间。我们使用了一个简单的抽象类Task来实现TimingWheel.Task接口,其中getExpirationMs方法返回过期时间。当然,这里的任务并没有实现取消操作,如果需要支持取消,可以在Task中添加一个isCancelled方法来判断任务是否已取消。

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