如果在一个ScheduleExecutorService中提交一个任务，这个任务的调度周期设置

的时间比任务本身执行的时间短的话会出现什么情况？也就是在线程调度时间已经到了

但是上次的任务还没有做完的情况下，ScheduleExecutorService是怎么处理的？

这个问题曾经困扰了我很久，我们都知道，ScheduleExecutorService是一个支持周期调度的线程池，我们可以设置调度的周期period，ScheduleExecutorService会按照设定好的周期调度我们的任务，如果我们设定的调度周期小于任务运行时间，那么很好理解，比如说我们设置的调度周期为1秒，而任务实际只需要10毫秒就可以执行完成一次，那么执行完成之后放到调度队列即可，下次调度时间到了再次调度执行。那么，如果我们的任务执行时间大于我们设定的调度时间会怎么样？比如我们设定的调度周期为1秒，但是我们的任务每次需要执行2秒，这个情况是不是很奇怪呢？

对于ScheduleExecutorService来说，你给我设定的调度周期是1秒，那么我当然1秒就会去运行一次你，但是运行1秒后发现你还在运行，那我是再次运行你还是等你运行完成再调度你运行？

当然，这都是我的主观臆断来猜测ScheduleExecutorService的原理，ScheduleExecutorService的真正原理需要去阅读源码来理解，下面带着这个问题，以解决这个问题为目标去看一下ScheduleExecutorService的源码吧。

首先，我们使用下面的代码作为测试：

    private static Runnable blockRunner = () -> {

        try {

            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

            System.out.println("one round:" + new Date());

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    };

    private static ScheduledExecutorService scheduledExecutorService =

            Executors.newScheduledThreadPool(2);

    public static void main(String ... args) {

        scheduledExecutorService

                .scheduleAtFixedRate(blockRunner, 0, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);

    }

我们设定了调度周期为100毫秒，但是blockRunner实际上需要执行2秒才能返回。关于java的线程池，已经在前面的文章中写到了，可以参考下面的文章：

• Java线程池详解（一）
• Java线程池详解（二）

先来看一下scheduleAtFixedRate这个方法：

    public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,

                                                  long initialDelay,

                                                  long period,

                                                  TimeUnit unit) {

        if (command == null || unit == null)

            throw new NullPointerException();

        if (period <= 0)

            throw new IllegalArgumentException();

        ScheduledFutureTask<Void> sft =

            new ScheduledFutureTask<Void>(command,

                                          null,

                                          triggerTime(initialDelay, unit),

                                          unit.toNanos(period));

        RunnableScheduledFuture<Void> t = decorateTask(command, sft);

        sft.outerTask = t;

        delayedExecute(t);

        return t;

    }

我们的任务command被包装了两次，一次变成了一个ScheduledFutureTask类型的对象，然后又变成了RunnableScheduledFuture类型的对象。然后执行了一个方法delayedExecute，这个方法字面意思上看起来像是延时执行的意思，看一下它的代码：

    private void delayedExecute(RunnableScheduledFuture<?> task) {

        if (isShutdown())

            reject(task);

        else {

            super.getQueue().add(task);

            if (isShutdown() &&

                !canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic()) &&

                remove(task))

                task.cancel(false);

            else

                ensurePrestart();

        }

    }

它的执行逻辑是：如果线程池被关闭了，那么拒绝提交的任务，否则，将该任务添加队列中去。这个队列就是ThreadPoolExecutor中的workQueue，而这个workQueue是在ThreadPoolExecutor的构造函数中被初始化的，也就是下面这关键的一句：

    public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,

                                       ThreadFactory threadFactory,

                                       RejectedExecutionHandler handler) {

        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,

              new DelayedWorkQueue(), threadFactory, handler);

    }

也就是说，我们的任务被添加到了一个DelayedWorkQueue队列中去了，而DelayedWorkQueue我们在Java阻塞队列详解中已经分析过，它是一个可以延迟消费的阻塞队列。而延时的时间是通过接口Delayed的getDelay方法来获得的，我们最后找到ScheduledFutureTask实现了Delayed的getDelay方法。

        public long getDelay(TimeUnit unit) {

            return unit.convert(time - now(), NANOSECONDS);

        }

time变量是什么？原来是delay，好像和period无关啊！！分析了这么久，发现这是第一次执行任务的逻辑啊，我想知道的是第二次、第三次以后和初始的delay无关之后的周期调度的情况啊，继续找吧！

然后发现了ScheduledFutureTask的run方法，很明显这就是任务调度被执行的关键所在，看下代码：

        public void run() {

            boolean periodic = isPeriodic();

            if (!canRunInCurrentRunState(periodic))

                cancel(false);

            else if (!periodic)

                ScheduledFutureTask.super.run();

            else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) {

                setNextRunTime();

                reExecutePeriodic(outerTask);

            }

        }

    }

最为关键的地方在于：

            else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) {

                setNextRunTime();

                reExecutePeriodic(outerTask);

            }

首先是：runAndReset()这个方法，然后是setNextRunTime()这个方法，然后是reExecutePeriodic(outerTask)这个方法。
第一个方法runAndReset()貌似是执行我们的提交的任务的，我们看下代码：

    protected boolean runAndReset() {

        if (state != NEW ||

            !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,

                                         null, Thread.currentThread()))

            return false;

        boolean ran = false;

        int s = state;

        try {

            Callable<V> c = callable;

            if (c != null && s == NEW) {

                try {

                    c.call(); // don't set result

                    ran = true;

                } catch (Throwable ex) {

                    setException(ex);

                }

            }

        } finally {

            // runner must be non-null until state is settled to

            // prevent concurrent calls to run()

            runner = null;

            // state must be re-read after nulling runner to prevent

            // leaked interrupts

            s = state;

            if (s >= INTERRUPTING)

                handlePossibleCancellationInterrupt(s);

        }

        return ran && s == NEW;

    }

关键的地方是c.call()这一句，这个c就是我们提交的任务。
第二个方法setNextRunTime()的意思是设置下次执行的时间，下面是他的代码细节：

        private void setNextRunTime() {

            long p = period;

            if (p > 0)

                time += p;

            else

                time = triggerTime(-p);

        }

我们只需要看p>0这个分支就可以了，其实这是两种策略。我们的示例对应了第一个分支的策略，所以很显然，time这个变量会被加p，而p则是我们设定好的period。下面我们找一下这个time是在哪里初始化的，回忆一下scheduleAtFixedRate这个方法的内，我们说我们的任务被包装了两次，而time就是在这里被初始化的：

    /**

     * Returns the trigger time of a delayed action.

     */

    private long triggerTime(long delay, TimeUnit unit) {

        return triggerTime(unit.toNanos((delay < 0) ? 0 : delay));

    }

    /**

     * Returns the trigger time of a delayed action.

     */

    long triggerTime(long delay) {

        return now() +

            ((delay < (Long.MAX_VALUE >> 1)) ? delay : overflowFree(delay));

    }

无论如何，我们知道一个任务会被运行完一次之后再次设置时间，然后线程池会获取任务来执行，而任务队列是一个延时阻塞队列，所以也就造成了周期性运行的假象。可以看下下面获取任务的take方法：

  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 <= 0)

                            return finishPoll(first);

                        first = null; // don't retain ref while waiting

                        if (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();

            }

        }

可以看到，如果delay小于等于0，那么就是说需要被立即调度，否则延时delay这样一段时间。也就是延时消费。

结论就是，一个任务会被重复添加到一个延时任务队列，所以同一时间任务队列中会有多个任务待调度，线程池会首先获取优先级高的任务执行。如果我们的任务运行时间大于设置的调度时间，那么效果就是任务运行多长时间，调度时间就会变为多久，因为添加到任务队列的任务的延时时间每次都是负数，所以会被立刻执行。