转载自  ScheduledThreadPool中的Leader-Follow模式你知道不？

ScheduledThreadPoolExecutor 是java中一个非常常用的定时调度的工具，其提供了两种定时调度常用模式:

1.固定调度周期的任务执行。

2.固定延迟间隔的任务执行，延迟间隔表示的是前一次执行完成到后一次执行开始的时间差。

1.scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)
2.scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit) 

ScheduledThreadPoolExecutor 是基于ThreadPoolExecutor实现的，其继承了类ThreadPoolExecutor。从构造器可以看出，为满足定时调度的需求，其基于ThreadPoolExecutor定制了延迟工作队列DelayedWorkQueue。

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS /*10L*/, MILLISECONDS,new DelayedWorkQueue());
}

DelayedWorkQueue是一个基于最小堆的队列，其在元素进出队列等BlockingQueue接口方法中使用可重入锁，以保证线程安全。为了在O(1)的时间取消特定任务的调度，ScheduleFutrueTask对象中还额外增加了heapIndex字段，以记录其在最小堆中的位置。

 

Leader-Follower模式

定时调度线程池与一般线程池的一个重要不同:提交的任务是延迟而非立即执行的，因此worker线程调用队列的take以取出执行任务必定是要阻塞的。考虑到等待延迟执行任务的线程无需都使用timed waiting等待队首任务，一个task的执行线程只有一个，全部唤醒只会造成大量无效的线程唤醒和阻塞操作。

ScheduledThreadPool采用了Leader-Follower模式，等待第一个线程的任务也称为leader，其调用available.awaitNanos待当前队列头部任务到达调度时间时唤醒。其余线程作为follower只需调用await方法无限阻塞等待，直至被leader唤醒，并重新完成抢锁->尝试执行队列首元素->抢leader->等待的循环。

public RunnableScheduledFuture<?> take() throws InterruptedException {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lockInterruptibly();try {for (;;) {RunnableScheduledFuture<?> first = queue[0];if (first == null)available.await();else {long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);if (delay <= 0L)return finishPoll(first);first = null; // don't retain ref while waitingif (leader != null)available.await();else {Thread thisThread = Thread.currentThread();leader = thisThread;try {available.awaitNanos(delay);} finally {if (leader == thisThread)leader = null;}}}}} finally {if (leader == null && queue[0] != null)available.signal();lock.unlock();}
}

若新增元素位于堆顶，此时需安排等待该元素定期调度或立即执行的leader线程。为此offer方法在新增元素应率先调度时，清空leader，并signal唤醒某个等待线程，继续take方法中的循环:抢锁->尝试执行队首元素->抢leader->等待。

public boolean offer(Runnable x) {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {/*insert into queue*/if (queue[0] == e) {leader = null;available.signal();}} finally {lock.unlock();}return true;
}