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顾明思议，我们把需要延迟执行的任务叫做延迟任务。
延迟任务的使用场景有以下这些：
等事件都需要使用延迟任务。
延迟任务实现的关键是在某个时间节点执行某个任务。基于这个信息我们可以想到实现延迟任务的手段有以下两个：
而通过 JDK 实现延迟任务我们能想到的关键词是：DelayQueue、ScheduledExecutorService，而第三方提供的延迟任务执行方法就有很多了，例如：Redis、Netty、MQ 等手段。
下面我们将结合代码来讲解每种延迟任务的具体实现。
此方式我们需要开启一个无限循环一直扫描任务，然后使用一个 Map 集合用来存储任务和延迟执行的时间，实现代码如下：
import java.time.Instant;import java.time.LocalDateTime;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;/** * 延迟任务执行方法汇总 */public class DelayTaskExample { // 存放定时任务 private static Map _TaskMap = new HashMap<>(); public static void main(String[] args) { System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now()); // 添加定时任务 _TaskMap.put("task-1", Instant.now().plusSeconds(3).toEpochMilli()); // 延迟 3s // 调用无限循环实现延迟任务 loopTask(); } /** * 无限循环实现延迟任务 */ public static void loopTask() { Long itemLong = 0L; while (true) { Iterator it = _TaskMap.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()) { Map.Entry entry = (Map.Entry) it.next(); itemLong = (Long) entry.getValue(); // 有任务需要执行 if (Instant.now().toEpochMilli() >= itemLong) { // 延迟任务，业务逻辑执行 System.out.println("执行任务：" + entry.getKey() + " ，执行时间：" + LocalDateTime.now()); // 删除任务 _TaskMap.remove(entry.getKey()); } } } }} 以上程序执行的结果为：
程序启动时间：2020-04-12T18:51:28.188
执行任务：task-1 ，执行时间：2020-04-12T18:51:31.189
可以看出任务延迟了 3s 钟执行了，符合我们的预期。
Java API 提供了两种实现延迟任务的方法：DelayQueue 和 ScheduledExecutorService。
① ScheduledExecutorService 实现延迟任务
我们可以使用 ScheduledExecutorService 来以固定的频率一直执行任务，实现代码如下：
public class DelayTaskExample { public static void main(String[] args) { System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now()); scheduledExecutorServiceTask(); } /** * ScheduledExecutorService 实现固定频率一直循环执行任务 */ public static void scheduledExecutorServiceTask() { ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1); executor.scheduleWithFixedDelay( new Runnable() { @Override public void run() { // 执行任务的业务代码 System.out.println("执行任务" + " ，执行时间：" + LocalDateTime.now()); } }, 2, // 初次执行间隔 2, // 2s 执行一次 TimeUnit.SECONDS); }}以上程序执行的结果为：
程序启动时间：2020-04-12T21:28:10.416
执行任务 ，执行时间：2020-04-12T21:28:12.421
执行任务 ，执行时间：2020-04-12T21:28:14.422
......
可以看出使用 ScheduledExecutorService#scheduleWithFixedDelay(...) 方法之后，会以某个频率一直循环执行延迟任务。
② DelayQueue 实现延迟任务
DelayQueue 是一个支持延时获取元素的无界阻塞队列，队列中的元素必须实现 Delayed 接口，并重写 getDelay(TimeUnit) 和 compareTo(Delayed) 方法，DelayQueue 实现延迟队列的完整代码如下：
public class DelayTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { DelayQueue delayQueue = new DelayQueue(); // 添加延迟任务 delayQueue.put(new DelayElement(1000)); delayQueue.put(new DelayElement(3000)); delayQueue.put(new DelayElement(5000)); System.out.println("开始时间：" + DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date())); while (!delayQueue.isEmpty()){ // 执行延迟任务 System.out.println(delayQueue.take()); } System.out.println("结束时间：" + DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date())); } static class DelayElement implements Delayed { // 延迟截止时间（单面：毫秒） long delayTime = System.currentTimeMillis(); public DelayElement(long delayTime) { this.delayTime = (this.delayTime + delayTime); } @Override // 获取剩余时间 public long getDelay(TimeUnit unit) { return unit.convert(delayTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS); } @Override // 队列里元素的排序依据 public int compareTo(Delayed o) { if (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) { return 1; } else if (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) { return -1; } else { return 0; } } @Override public String toString() { return DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date(delayTime)); } }}以上程序执行的结果为：
开始时间：2020-4-12 20:40:38
2020-4-12 20:40:39
2020-4-12 20:40:41
2020-4-12 20:40:43
结束时间：2020-4-12 20:40:43
使用 Redis 实现延迟任务的方法大体可分为两类：通过 zset 数据判断的方式，和通过键空间通知的方式。
① 通过数据判断的方式
我们借助 zset 数据类型，把延迟任务存储在此数据集合中，然后在开启一个无线循环查询当前时间的所有任务进行消费，实现代码如下（需要借助 Jedis 框架）：
import redis.clients.jedis.Jedis;import utils.JedisUtils;import java.time.Instant;import java.util.Set;public class DelayQueueExample { // zset key private static final String _KEY = "myDelayQueue"; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Jedis jedis = JedisUtils.getJedis(); // 延迟 30s 执行（30s 后的时间） long delayTime = Instant.now().plusSeconds(30).getEpochSecond(); jedis.zadd(_KEY, delayTime, "order_1"); // 继续添加测试数据 jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(), "order_2"); jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(), "order_3"); jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(7).getEpochSecond(), "order_4"); jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(10).getEpochSecond(), "order_5"); // 开启延迟队列 doDelayQueue(jedis); } /** * 延迟队列消费 * @param jedis Redis 客户端 */ public static void doDelayQueue(Jedis jedis) throws InterruptedException { while (true) { // 当前时间 Instant nowInstant = Instant.now(); long lastSecond = nowInstant.plusSeconds(-1).getEpochSecond(); // 上一秒时间 long nowSecond = nowInstant.getEpochSecond(); // 查询当前时间的所有任务 Set data = jedis.zrangeByScore(_KEY, lastSecond, nowSecond); for (String item : data) { // 消费任务 System.out.println("消费：" + item); } // 删除已经执行的任务 jedis.zremrangeByScore(_KEY, lastSecond, nowSecond); Thread.sleep(1000); // 每秒轮询一次 } }} ② 通过键空间通知
默认情况下 Redis 服务器端是不开启键空间通知的，需要我们通过 config set notify-keyspace-events Ex 的命令手动开启，开启键空间通知后，我们就可以拿到每个键值过期的事件，我们利用这个机制实现了给每个人开启一个定时任务的功能，实现代码如下：
import redis.clients.jedis.Jedis;import redis.clients.jedis.JedisPubSub;import utils.JedisUtils;public class TaskExample { public static final String _TOPIC = "__keyevent@0__:expired"; // 订阅频道名称 public static void main(String[] args) { Jedis jedis = JedisUtils.getJedis(); // 执行定时任务 doTask(jedis); } /** * 订阅过期消息，执行定时任务 * @param jedis Redis 客户端 */ public static void doTask(Jedis jedis) { // 订阅过期消息 jedis.psubscribe(new JedisPubSub() { @Override public void onPMessage(String pattern, String channel, String message) { // 接收到消息，执行定时任务 System.out.println("收到消息：" + message); } }, _TOPIC); }}Netty 是由 JBOSS 提供的一个 Java 开源框架，它是一个基于 NIO 的客户、服务器端的编程框架，使用 Netty 可以确保你快速和简单的开发出一个网络应用，例如实现了某种协议的客户、服务端应用。Netty 相当于简化和流线化了网络应用的编程开发过程，例如：基于 TCP 和 UDP 的 socket 服务开发。
可以使用 Netty 提供的工具类 HashedWheelTimer 来实现延迟任务，实现代码如下。
首先在项目中添加 Netty 引用，配置如下：
io.netty netty-common 4.1.48.Final Netty 实现的完整代码如下：
public class DelayTaskExample { public static void main(String[] args) { System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now()); NettyTask(); } /** * 基于 Netty 的延迟任务 */ private static void NettyTask() { // 创建延迟任务实例 HashedWheelTimer timer = new HashedWheelTimer(3, // 时间间隔 TimeUnit.SECONDS, 100); // 时间轮中的槽数 // 创建一个任务 TimerTask task = new TimerTask() { @Override public void run(Timeout timeout) throws Exception { System.out.println("执行任务" + " ，执行时间：" + LocalDateTime.now()); } }; // 将任务添加到延迟队列中 timer.newTimeout(task, 0, TimeUnit.SECONDS); }}以上程序执行的结果为：
程序启动时间：2020-04-13T10:16:23.033
执行任务 ，执行时间：2020-04-13T10:16:26.118
HashedWheelTimer 是使用定时轮实现的，定时轮其实就是一种环型的数据结构，可以把它想象成一个时钟，分成了许多格子，每个格子代表一定的时间，在这个格子上用一个链表来保存要执行的超时任务，同时有一个指针一格一格的走，走到那个格子时就执行格子对应的延迟任务，如下图所示：
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(图片来源于网络)
以上的图片可以理解为，时间轮大小为 8，某个时间转一格（例如 1s），每格指向一个链表，保存着待执行的任务。
如果专门开启一个 MQ 中间件来执行延迟任务，就有点杀鸡用宰牛刀般的奢侈了，不过已经有了 MQ 环境的话，用它来实现延迟任务的话，还是可取的。
几乎所有的 MQ 中间件都可以实现延迟任务，在这里更准确的叫法应该叫延队列。本文就使用 RabbitMQ 为例，来看它是如何实现延迟任务的。
RabbitMQ 实现延迟队列的方式有两种：
注意：延迟插件 rabbitmq-delayed-message-exchange 是在 RabbitMQ 3.5.7 及以上的版本才支持的，依赖 Erlang/OPT 18.0 及以上运行环境。
由于使用死信交换器比较麻烦，所以推荐使用第二种实现方式 rabbitmq-delayed-message-exchange 插件的方式实现延迟队列的功能。
首先，我们需要下载并安装 rabbitmq-delayed-message-exchange 插件，下载地址：http://www.rabbitmq.com/community-plugins.html
选择相应的对应的版本进行下载，然后拷贝到 RabbitMQ 服务器目录，使用命令 rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange 开启插件，在使用命令 rabbitmq-plugins list 查询安装的所有插件，安装成功如下图所示：
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最后重启 RabbitMQ 服务，使插件生效。
首先，我们先要配置消息队列，实现代码如下：
import com.example.rabbitmq.mq.DirectConfig;import org.springframework.amqp.core.*;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.util.HashMap;import java.util.Map;@Configurationpublic class DelayedConfig { final static String QUEUE_NAME = "delayed.goods.order"; final static String EXCHANGE_NAME = "delayedec"; @Bean public Queue queue() { return new Queue(DelayedConfig.QUEUE_NAME); } // 配置默认的交换机 @Bean CustomExchange customExchange() { Map args = new HashMap<>(); args.put("x-delayed-type", "direct"); //参数二为类型：必须是x-delayed-message return new CustomExchange(DelayedConfig.EXCHANGE_NAME, "x-delayed-message", true, false, args); } // 绑定队列到交换器 @Bean Binding binding(Queue queue, CustomExchange exchange) { return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with(DelayedConfig.QUEUE_NAME).noargs(); }} 然后添加增加消息的代码，具体实现如下：
import org.springframework.amqp.AmqpException;import org.springframework.amqp.core.AmqpTemplate;import org.springframework.amqp.core.Message;import org.springframework.amqp.core.MessagePostProcessor;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.stereotype.Component;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;@Componentpublic class DelayedSender { @Autowired private AmqpTemplate rabbitTemplate; public void send(String msg) { SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); System.out.println("发送时间：" + sf.format(new Date())); rabbitTemplate.convertAndSend(DelayedConfig.EXCHANGE_NAME, DelayedConfig.QUEUE_NAME, msg, new MessagePostProcessor() { @Override public Message postProcessMessage(Message message) throws AmqpException { message.getMessageProperties().setHeader("x-delay", 3000); return message; } }); }}再添加消费消息的代码：
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitHandler;import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;import org.springframework.stereotype.Component;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;@Component@RabbitListener(queues = "delayed.goods.order")public class DelayedReceiver { @RabbitHandler public void process(String msg) { SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); System.out.println("接收时间:" + sdf.format(new Date())); System.out.println("消息内容：" + msg); }}最后，我们使用代码测试一下：
import com.example.rabbitmq.RabbitmqApplication;import com.example.rabbitmq.mq.delayed.DelayedSender;import org.junit.Test;import org.junit.runner.RunWith;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;@RunWith(SpringRunner.class)@SpringBootTestpublic class DelayedTest { @Autowired private DelayedSender sender; @Test public void Test() throws InterruptedException { SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"); sender.send("Hi Admin."); Thread.sleep(5 * 1000); //等待接收程序执行之后，再退出测试 }}以上程序的执行结果如下：
发送时间：2020-04-13 20:47:51
接收时间:2020-04-13 20:47:54
消息内容：Hi Admin.
从结果可以看出，以上程序执行符合延迟任务的实现预期。
如果你使用的是 Spring 或 SpringBoot 的项目的话，可以使用借助 Scheduled 来实现，本文将使用 SpringBoot 项目来演示 Scheduled 的实现，实现我们需要声明开启 Scheduled，实现代码如下：
@SpringBootApplication@EnableSchedulingpublic class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); }}然后添加延迟任务，实现代码如下：
@Componentpublic class ScheduleJobs { @Scheduled(fixedDelay = 2 * 1000) public void fixedDelayJob() throws InterruptedException { System.out.println("任务执行，时间：" + LocalDateTime.now()); }}此时当我们启动项目之后就可以看到任务以延迟了 2s 的形式一直循环执行，结果如下：
任务执行，时间：2020-04-13T14:07:53.349
任务执行，时间：2020-04-13T14:07:55.350
任务执行，时间：2020-04-13T14:07:57.351
...
我们也可以使用 Corn 表达式来定义任务执行的频率，例如使用 @Scheduled(cron = "0/4 * * * * ?") 。
Quartz 是一款功能强大的任务调度器，可以实现较为复杂的调度功能，它还支持分布式的任务调度。
我们使用 Quartz 来实现一个延迟任务，首先定义一个执行任务代码如下：
import org.quartz.JobExecutionContext;import org.quartz.JobExecutionException;import org.springframework.scheduling.quartz.QuartzJobBean;import java.time.LocalDateTime;public class SampleJob extends QuartzJobBean { @Override protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException { System.out.println("任务执行，时间：" + LocalDateTime.now()); }}在定义一个 JobDetail 和 Trigger 实现代码如下：
import org.quartz.*;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class SampleScheduler { @Bean public JobDetail sampleJobDetail() { return JobBuilder.newJob(SampleJob.class).withIdentity("sampleJob") .storeDurably().build(); } @Bean public Trigger sampleJobTrigger() { // 3s 后执行 SimpleScheduleBuilder scheduleBuilder = SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(3).withRepeatCount(1); return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(sampleJobDetail()).withIdentity("sampleTrigger") .withSchedule(scheduleBuilder).build(); }}最后在 SpringBoot 项目启动之后开启延迟任务，实现代码如下：
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.boot.CommandLineRunner;import org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean;/** * SpringBoot 项目启动后执行 */public class MyStartupRunner implements CommandLineRunner { @Autowired private SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean; @Autowired private SampleScheduler sampleScheduler; @Override public void run(String... args) throws Exception { // 启动定时任务 schedulerFactoryBean.getScheduler().scheduleJob( sampleScheduler.sampleJobTrigger()); }}以上程序的执行结果如下：
2020-04-13 19:02:12.331 INFO 17768 --- [ restartedMain] com.example.demo.DemoApplication : Started DemoApplication in 1.815 seconds (JVM running for 3.088)
任务执行，时间：2020-04-13T19:02:15.019
从结果可以看出在项目启动 3s 之后执行了延迟任务。
本文讲了延迟任务的使用场景，以及延迟任务的 10 种实现方式：
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