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【并发编程】聊聊定时任务ScheduledThreadPool的实现原理和源码解析

news 来源：原创 2025/6/9 14:11:35

ScheduledThreadPoolExecutor 是在线程池的基础上拓展的定时功能的线程池，主要有四种方式，具体可以看代码，
这里主要描述下

scheduleAtFixedRate ：除了第一次执行的时间，后面任务执行的时间为 time = MAX(任务执行时间，每次等待时间) 取最大值
scheduleWithFixedDelay：除了第一次执行的时间，后面任务的时间为任务执行时间+每次等待时间。

使用案例

		// 创建一个定时任务线程池
		ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
        
        // 延迟1S后执行
        executor.schedule(() -> {}, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

		// 立马执行
        executor.execute(() -> {
            System.out.println("execute");
        });

		// 第一次延迟1S，之后每3S执行一次，如果任务时间超过3S，那么等任务执行后执行下一次任务
        executor.scheduleAtFixedRate(() -> {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println("at"+new Date());
        }, 1000, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);

		// 第一次延迟1S执行。任务执行完成后+3S 执行下一次任务
        executor.scheduleWithFixedDelay(() -> {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                System.out.println("with"+new Date());
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        },1000, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);

源码解析

其实主要就是把握ScheduledFutureTask 和线程池的核心流程的类就可以。

ScheduledFutureTask

在这里插入图片描述

DelayedWorkQueue

本质是一个二叉树形式的堆结构，会将邻近执行时间的任务排在前面。

schedule 方法分析

整体的流程其实就是封装定时任务，然后触发延迟执行。
在这里插入图片描述

delayedExecute

在这里插入图片描述

ScheduledFutureTask.run方法

在这里插入图片描述

流程图

这里来简单描述下整体的流程
1.先将任务封装成一个任务 ScheduledFutureTask, 根据线程池状态判断是否执行或者删除任务
2.将任务添加到延迟队列中
3.根据线程池配置看是否创建线程执行任务。
4.运行的线程不断从延迟队列中获取任务执行。

其实本质就是利用线程池复用机制 + 延迟队列实现定时任务。

在这里插入图片描述

总结

ScheduledThreadPoolExecutor和ThreadPoolExecutor的区别：

ThreadPoolExecutor每次addwoker就会将自己的Task传进新创建的woker中的线程执行，因此woker会第一时间执行当前Task，只有线程数超过了核心线程才会将任务放进队列里
ScheduledThreadPoolExecutor是直接入队列，并且创建woker时传到woker的是null，说明woker中的线程刚启动时并没有任务执行，只能通过getTask去队列里取任务，取任务时会判断是否到了执行时间，因此具有了延时执行的特性，并且task执行完了，会将当前任务重新放进堆里，并设置下次执行的时间。