java中异步周期任务调度有Timer，ScheduledThreadPoolExecutor等实现，目前单机版的定时调度都是使用ScheduledThreadPoolExecutor去实现，那么它是如何实现周期执行任务的呢？其实它还是利用ThreadPoolExecutor线程池去执行任务，这一点从它是继承自ThreadPoolExecutor救可以看的出来，其实关键在于如何实现任务的周期性调度，
ScheduledThreadPoolExecutor类以及核心函数
首先ScheduledThreadPoolExecutor是实现ScheduledExecutorService接口，它主要定义了四个方法:
周期调度一个Runnable的对象
周期调度一个Callable的对象
固定周期调度Runnable对象 （不管上一次Runnable执行结束的时间，总是以固定延迟时间执行 即 上一个Runnable执行开始时候 + 延时时间 = 下一个Runnable执行的时间点）
以固定延迟调度unnable对象(当上一个Runnable执行结束后+固定延迟 = 下一个Runnable执行的时间点)
publicinterfaceScheduledExecutorServiceextendsExecutorService{publicScheduledFuture<?>schedule(Runnablecommand,longdelay,TimeUnitunit);public<V>ScheduledFuture<V>schedule(Callable<V>callable,longdelay,TimeUnitunit);publicScheduledFuture<?>scheduleAtFixedRate(Runnablecommand,longinitialDelay,longperiod,TimeUnitunit);publicScheduledFuture<?>scheduleWithFixedDelay(Runnablecommand,longinitialDelay,longdelay,TimeUnitunit);}其次,ScheduledThreadPoolExecutor是继承ThreadPoolExecutor,所以它是借助线程池的能力去执行任务，然后自身去实现周期性调度。从构造方法调用父类的线程池的构造方法，核心线程数是构造方法传入，这里可以看到最大线程数是Integer的最大值即2147483647, 还有等待队列是DelayedWorkQueue，它是实现延时的关键.
/***Createsanew{@codeScheduledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@paramcorePoolSizethenumberofthreadstokeepinthepool,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@throwsIllegalArgumentExceptionif{@codecorePoolSize<0}*/publicScheduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}scheduleAtFixedRate是实现周期性调度的方法，调度任务就是实现Runnable对象, 以及系统的开始延时时间，周期的调度的间隔时间。
计算初始触发时间和执行周期，并和传入的Runnable对象作为参数封装成 ScheduledFutureTask,然后调用decorateTask装饰Tas(默认实现为空)。
设置ScheduledFutureTask对象outerTask为t(默认就是它自己)。
调用delayedExecute延迟执行任务。
publicScheduledFuture<?>scheduleAtFixedRate(Runnablecommand,longinitialDelay,longperiod,**TimeUnitunit){if(command==null||unit==null)thrownewNullPointerException();if(period<=0)thrownewIllegalArgumentException();ScheduledFutureTask<Void>sft=newScheduledFutureTask<Void>(command,null,triggerTime(initialDelay,unit),unit.toNanos(period));RunnableScheduledFuture<Void>t=decorateTask(command,sft);sft.outerTask=t;delayedExecute(t);returnt;}判断线程池状态，如果不是处于running状态，则拒绝该任务。
将该任务加入父类的延迟队列(实际为初始化的DelayedWorkQueue对象)
再次判断线程池不是处于running状态，并且，判断是否是处于shutdown状态并且continueExistingPeriodicTasksAfterShutdown标志是否是true(默认是false，表示是否线程次处于shutdown状态下是否继续执行周期性任务),若果为true，则从队列删除任务，false，则确保启动线程来执行周期性任务
privatevoiddelayedExecute(RunnableScheduledFuture<?>task){if(isShutdown())reject(task);else{super.getQueue().add(task);if(isShutdown()&&!canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic())&&remove(task))task.cancel(false);elseensurePrestart();}}获取线程池数量
如果小于核心线程数，则启动核心线程执行任务，如果线程数为空,则启动非核心线程
voidensurePrestart(){intwc=workerCountOf(ctl.get());if(wc<corePoolSize)addWorker(null,true);elseif(wc==0)addWorker(null,false);}ScheduledFutureTask的run函数
获取是否是周期性任务
判断是否线程池状态是否可以执行任务，如果为true，则取消任务 3 如果是非周期性任务，则直接调用父类FutureTask的run方法， 4 如果是周期性任务，则调用FutureTask的runAndReset函数， 如果该函数返回为true，则调用setNextRunTime设置下一次运行的时间， 并且还行reExecutePeriodic再次执行周期性任务。
publicvoidrun(){booleanperiodic=isPeriodic();if(!canRunInCurrentRunState(periodic))cancel(false);elseif(!periodic)ScheduledFutureTask.super.run();elseif(ScheduledFutureTask.super.runAndReset()){setNextRunTime();reExecutePeriodic(outerTask);}}判断线程池是否处于可执行任务的状态，如果为true，则重新将设置下一次运行时间的任务加入父类的等待队列，
如果线程池处于不可运行任务的状态，则并且从等待队列中移除成功， 调用任务的取消操作，否则调用ensurePrestart确保启动线程执行任务
voidreExecutePeriodic(RunnableScheduledFuture<?>task){if(canRunInCurrentRunState(true)){super.getQueue().add(task);if(!canRunInCurrentRunState(true)&&remove(task))task.cancel(false);elseensurePrestart();}}DelayedWorkQueue类核心函数
DelayedWorkQueue是继承AbstractQueue，并实现BlockingQueue接口
staticclassDelayedWorkQueueextendsAbstractQueue<Runnable>implementsBlockingQueue<Runnable>{核心字段
//初始容量为16privatestaticfinalintINITIAL_CAPACITY=16;//等待队列，只能保存RunnableScheduledFuture对象privateRunnableScheduledFuture<?>[]queue=newRunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];//锁privatefinalReentrantLocklock=newReentrantLock();//对俄大小privateintsize=0;//leader线程，表示最近需要执行的任务的线程。privateThreadleader=null;//条件锁privatefinalConditionavailable=lock.newCondition();
offer函数:
将添加的参数转换成RunnableScheduledFuture对象。
加全局锁。
获取当前队列的size，如果等于队列的长度，则嗲用grow扩容，增加50%的数组长度。
size加1。
如果数组为0，则将加入的对象放在索引为0的位置， 然后设置ScheduledFutureTask的heapIndex的索引(便于后续快速删除)。
调用siftUp做堆的上浮操作，这里是小根堆的操作。
如果队列中第一个元素是传入的对象，则将laader设置null
释放锁
返回true
publicbooleanoffer(Runnablex){if(x==null)thrownewNullPointerException();RunnableScheduledFuture<?>e=(RunnableScheduledFuture<?>)x;finalReentrantLocklock=this.lock;lock.lock();try{inti=size;if(i>=queue.length)grow();size=i+1;if(i==0){queue[0]=e;setIndex(e,0);}else{siftUp(i,e);}if(queue[0]==e){leader=null;available.signal();}}finally{lock.unlock();}returntrue;}siftUp主要就是做小根堆的上移操作，从if (key.compareTo(e) >= 0) 看出，如果key大于parent索引的元素，则停止。
/***Createsanew{@codeScheduledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@paramcorePoolSizethenumberofthreadstokeepinthepool,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@throwsIllegalArgumentExceptionif{@codecorePoolSize<0}*/publicScheduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}0poll函数
加锁
获取队列中索引为0的云元素，若果为null或者第一个元素的执行时间戳时间大于当前时间则直接返回null,否则调用finishPoll将第一个元素返回.
释放锁
/***Createsanew{@codeScheduledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@paramcorePoolSizethenumberofthreadstokeepinthepool,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@throwsIllegalArgumentExceptionif{@codecorePoolSize<0}*/publicScheduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}1将队列size 减 1
获取队列中队列中最后一个元素，并且设置队列最后一个为null
最后一个元素不为null，则调用sfitdown进行，将最后一个元素设置到索引为0的位置，将下移操作，重新调整小根堆。
ScheduledFutureTask的heapIndex为-1
/***Createsanew{@codeScheduledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@paramcorePoolSizethenumberofthreadstokeepinthepool,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@throwsIllegalArgumentExceptionif{@codecorePoolSize<0}*/publicScheduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}2ScheduledFutureTask的compareTo函数
ScheduledFutureTask实现compareTo方法逻辑
首先比较是否是同一个对象
若果是ScheduledFutureTask对象，则比较time的大小，time是下一次执行的任务的时间戳，如果不是，则比较 getDelay的时间大小
/***Createsanew{@codeScheduledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@paramcorePoolSizethenumberofthreadstokeepinthepool,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@throwsIllegalArgumentExceptionif{@codecorePoolSize<0}*/publicScheduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}3ScheduledThreadPoolExecutor的take函数就是ThreadPoolExecutor的从任务队列中获取任务,没有任务则一直等待(这里是线程数小于核心线程数的情况)
加可中断锁
获取队列中第一个元素的任务，从前面可以知道此任务执行的时间戳最小的任务
如果第一个任务为空，则再全局的锁的条件锁上等待，
如果第一个任务不为空，则获取延迟时间，如果延时时间小于0，说明第一个任务已经到时间了，则返回第一个任务。
如果leader线程不为空，则让线程在全局锁的条件锁上等待
如果leader为空，则将获取第一个任务的当前线程赋值为leader变量。
在全局锁的条件锁上等待delay纳秒, 等待结束后，如果当前线程还是等于leader线程，则重置leader为空
最后判断 leader为空并且第一个任务不为空，则唤醒全局锁上条件锁的等待的线程。
释放全局锁。
/***Createsanew{@codeScheduledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@paramcorePoolSizethenumberofthreadstokeepinthepool,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@throwsIllegalArgumentExceptionif{@codecorePoolSize<0}*/publicScheduledThreadPoolExecutor(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}4总结\ 综合前面所述，线程池从DelayedWorkQueue每次取出的任务就是延迟时间最小的任务, 若果到达时间的任务,则执行任务，否则则用条件锁Conditon的wait进行等待,执行完后，则用signal进行唤醒下一个任务的执行。