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ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor，而ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类，用来执行被提交的任务，ScheduledThreadPoolExecutor是一个实现定时任务的类，可以在给定的延迟后运行命令，或者定期执行命令。
ScheduledThreadPoolExecutor定义了四个构造函数，这四个构造函数如下：
/**
* @param corePoolSize 核心线程池的大小
*/
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
/**
* @param corePoolSize 核心线程池的大小
* @param threadFactory 用于设置创建线程的工厂
*/
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
ThreadFactory threadFactory) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
}
/**
* @param corePoolSize 核心线程池的大小
* @param handler 饱和策略
*/
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
RejectedExecutionHandler handler) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue(), handler);
}
/**
* @param corePoolSize 核心线程池的大小
* @param threadFactory 用于设置创建线程的工厂
* @param handler 饱和策略
*/
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue(), threadFactory, handler);
}
复制代码通过源码可以发现，ScheduledThreadPoolExecutor的构造器都是调用父类的构造器也就是ThreadPoolExecutor的构造器，以此来创建一个线程池。
ThreadPoolExecutor的构造器如下：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
threadFactory, defaultHandler);
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), handler);
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
复制代码创建一个线程池时需要输入几个参数，如下：
-
corePoolSize（线程池的基本大小）：当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其它空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建，会把到达的任务放到缓存队列当中。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程，或调用线程池的prestartCoreThread()方法，线程池会提前创建一个线程。
-
maximumPoolSize（线程池最大数量）：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是，如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
-
KeepAliveTime（线程活动保持时间）：线程池的工作线程空闲后，保持存货的时间。如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大时间，提供线程的利用率。
-
unit（线程活动保持时间的单位）：可选的单位有天（DAYS）、小时（HOURS）、分钟（MINUTES）、毫秒（MILLISECONDS）、微妙（MICROSECONDS）、千分之一毫秒和纳秒（NANOSECONDS、千分之一微妙）。
-
workQueue（任务队列）：用于保持等待执行的任务的阻塞队列，可以选择以下几个阻塞队列。 （1）ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。 （2）LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。 （3）SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue。 （4）PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。
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-
ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。
-
RejectedExecutionHandler（饱和策略）：当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。在JDK1.5中Java线程池框架提供了4种策略（也可通过实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略）。 （1）AbortPolicy：直接抛出异常。 （2）CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。 （3）DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。 （4）DiscardPolicy：处理，丢弃掉。
在ScheduledThreadPoolExecutor构造器中使用了工作队列java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor.DelayedWorkQueue，DelayedWorkQueue是一个无界的BlockingQueue， 用于放置实现了Delayed接口的对象，其中的对象只能在其到期才能从队列中取走。
由于ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor，因此它也实现了ThreadPoolExecutor的方法，如下：
public void execute(Runnable command) {
...
}
public Future<?> submit(Runnable task) {
...
}
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
...
}
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
...
}
复制代码同时它也有自己的定时执行任务的方法：
/**
* 延迟delay时间后开始执行task，无法获取task的执行结果。
*/
public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,
long delay,
TimeUnit unit) {
...
}
/**
* 延迟delay时间后开始执行callable，它接收的是一个Callable实例，
* 此方法会返回一个ScheduleFuture对象，通过ScheduleFuture我们
* 可以取消一个未执行的task，也可以获得这个task的执行结果。
*/
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,
long delay,
TimeUnit unit) {
...
}
/**
* 延迟initialDelay时间后开始执行command，并且按照period时间周期性
* 重复调用，当任务执行时间大于间隔时间时，之后的任务都会延迟，此时与
* Timer中的schedule方法类似。
*/
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
long initialDelay,
long period,
TimeUnit unit) {
...
}
/**
*延迟initialDelay时间后开始执行command，并且按照period时间周期性重复
*调用，这里的间隔时间delay是等上一个任务完全执行完毕才开始计算。
*/
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
long initialDelay,
long delay,
TimeUnit unit) {
...
}
复制代码ScheduledThreadPoolExecutor把待调度的任务放到一个DelayedWorkQueue ，并且DelayedWorkQueue 是一个无界队列，ThreadPoolExecutor的maximumPoolSize在ScheduledThreadPoolExecutor中没有什么意义。整个ScheduledThreadPoolExecutor的运行可以分为两大部分。
1、当调用ScheduledThreadPoolExecutor的上面4个方法时，会向ScheduledThreadPoolExecutor的DelayedWorkQueue 添加一个实现了RunnableScheduleFuture接口的ScheduledFutureTask，如下ScheduledThreadPoolExecutor其中的一个schedule方法。
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,
long delay,
TimeUnit unit) {
if (callable == null || unit == null)
throw new NullPointerException();
RunnableScheduledFuture<V> t = decorateTask(callable,
new ScheduledFutureTask<V>(callable,
triggerTime(delay, unit),
sequencer.getAndIncrement()));
delayedExecute(t);
return t;
}
private void delayedExecute(RunnableScheduledFuture<?> task) {
if (isShutdown())
reject(task);
else {
super.getQueue().add(task);//向ScheduledThreadPoolExecutor的DelayedWorkQueue添加一个实现了RunnableScheduleFuture接口的ScheduledFutureTask
if (isShutdown() &&
!canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic()) &&
remove(task))
task.cancel(false);
else
ensurePrestart();
}
}
复制代码2、线程池中的线程从DelayedWorkQueue 中获取ScheduledFutureTask，然后执行。
ScheduledFutureTask是ScheduledThreadPoolExecutor的内部类并继承自FutureTask，包含3个成员变量。
//ong型成员变量sequenceNumber，表示这个任务被添加到
//ScheduledThreadPoolExecutor中的序号。
private final long sequenceNumber;
//long型成员变量time，表示这个任务将要被执行的具体时间。
private volatile long time;
//long型成员变量period，表示任务执行的间隔周期。
private final long period;
ScheduledFutureTask内部实现了compareTo()方法，用于对task的排序
public int compareTo(Delayed other) {
if (other == this) // compare zero if same object
return 0;
if (other instanceof ScheduledFutureTask) {
ScheduledFutureTask<?> x = (ScheduledFutureTask<?>)other;
long diff = time - x.time;
if (diff < 0)
return -1;
else if (diff > 0)
return 1;
else if (sequenceNumber < x.sequenceNumber)
return -1;
else
return 1;
}
long diff = getDelay(NANOSECONDS) - other.getDelay(NANOSECONDS);
return (diff < 0) ? -1 : (diff > 0) ? 1 : 0;
}
复制代码排序时，time小的排在前面，如果两个ScheduledFutureTask的time相同，就比较sequenceNumber，sequenceNumber小的排在前面。
DelayedWorkQueue 内部使用了二叉堆算法，DelayedWorkQueue 中的元素第一个元素永远是 延迟时间最小的那个元素。当执行 schedule 方法是。如果不是重复的任务，那任务从 DelayedWorkQueue 取出之后执行完了就结束了。如果是重复的任务，那在执行结束前会重置执行时间并将自己重新加入到 DelayedWorkQueue 中
总结来说，ScheduledThreadPoolExecutor是一个实现ScheduledExecutorService的可以调度任务的执行框架；DelayedWorkQueue是一个数组实现的阻塞队列，根据任务所提供的时间参数来调整位置，实际上就是个小根堆（优先队列）；ScheduledFutureTask包含任务单元，存有时间、周期、外部任务、堆下标等调度过程中必须用到的参数，被工作线程执行。ScheduledThreadPoolExecutor与Timer都是用作定时任务，它们直接的差异是Timer使用的是绝对时间，系统时间的改变会对Timer产生一定的影响；而ScheduledThreadPoolExecutor使用的是相对时间，不会导致这个问题。Timer使用的是单线程来处理任务，长时间运行的任务会导致其他任务的延迟处理；而ScheduledThreadPoolExecutor可以自定义线程数量。并且Timer没有对运行时异常进行处理，一旦某个任务触发运行时异常，会导致整个Timer崩溃；而ScheduledThreadPoolExecutor对运行时异常做了捕获（通过afterExecute()回调方法中进行处理），所以更安全。