继上一篇文章： HttpClient超时机制(安全问题处理:访问超大文件控制)

提到了一个需要管理所有request请求的timeout，原先文章的一种处理方式是起一个异步线程的方式，通过jdk的unsafe的await机制控制timeout。 

存在的问题：

1.  创建新线程的开销不小。

2.  大量线程的调度和切换，引起不必要的context switch

和同事在沟通的过程中，提到一种新思路，就是有一个monitor线程来管理所有request的timeout。

1. 启动一个monitor thread，是一个while true运行
2. 每个请求创建之前都先注册到monitor，比如什么时候过期和对应的request句柄，完成后注销。 
3. 运行的monitor，定时读取注册的request信息，发现有数据过期时间到了，直接拿到request引用，执行强制关闭。

针对monitor timeout调度设计时，也想过几种思路：

思路1： 插入o(1) + 调度o(N)+ 主动轮询式

维护一个list队列，monitor线程间隔固定频遍历一次list队列。挑出时间已经过期的数据，执行关闭。

思路2： 插入o(logN) + 调度o(1) + 主动轮询式

维护一个有序队列(根据距离过期时间最近做升序排序)，monitor线程间隔固定频取出头节点，进行关闭处理。

思路3： 插入o(logN) + 调度o(1) + 阻塞通知式

维护一个二叉树(根据距离过期时间最近做升序排序)，monitor阻塞于二叉树队列，获取头节点，通过signal方式唤醒。

很明显，思路3在处理上比较靠谱，性能上和处理成本比较好。

二叉树第一直觉就是选择PriorityQueue或者TreeMap。 

PriorityQueue是一个基于object[]数组实现的二叉树，而TreeMap走的是红黑树，比较传统的left,right节点的树实现。

考虑再加上timeout时间需要进行delay处理，最后就有一个不二之选DelayQueue了，其内部包含了一个PriorityQueue做为其数据存储。

DelayQueue的Item对象是需要实现Delayed接口

1.public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {
2.
3.     long getDelay(TimeUnit unit);
4.}

 说明：getDelay主要返回对应距离目标time还存在剩余的delay时间。这里插入一个request后，立马调用该方法返回的应该就是你想要的timeout时间。

代码实现：

1./**
2. * 超时控制线程，基于DelayQueue实现的一套超时管理机制
3. *
4. * <pre>
5. * 几个特点
6. * 1. O(logN)的超时控制算法
7. * 2. timout处理更精确，时间控制精度为毫秒(ms)
8. * 3. thread-safe(线程安全)
9. * </pre>
10. *
11. * @author jianghang 2011-3-7 下午12:39:17
12. */
13.class HttpTimeoutThread extends Thread {
14.
15.    // init time for nano
16.    private static final long                       MILL_ORIGIN = System.currentTimeMillis();
17.    // thread-safe,定时触发timeout
18.    private volatile DelayQueue<HttpTimeoutDelayed> queue = new DelayQueue<HttpTimeoutDelayed>();
19.
20.    public void run() {
21.        while (true) {
22.            try {
23.                HttpTimeoutDelayed delay = this.queue.take();
24.                delay.doTimeout();
25.            } catch (InterruptedException e) {
26.                // ignore interrupt
27.            }
28.        }
29.    }
30.
31.    public void addHttpRequest(HttpClientRequest request, long timeout) {
32.        this.queue.put(new HttpTimeoutDelayed(request, timeout));
33.    }
34.
35.    // 内部timeout Delay控制
36.    class HttpTimeoutDelayed implements Delayed {
37.
38.        private HttpClientRequest request; // 管理对应的request
39.        private long              now;    // 记录具体request产生时的now的偏移时间点，单位ms
40.        private long              timeout; // 记录具体需要被delayed处理的偏移时间点,单位ms
41.
42.        public HttpTimeoutDelayed(HttpClientRequest request, long timeout){
43.            this.request = request;
44.            this.timeout = timeout;
45.            this.now = System.currentTimeMillis() - MILL_ORIGIN;
46.        }
47.
48.        /**
49.         * 对应的超时处理
50.         */
51.        public void doTimeout() {
52.            this.request.forceRelease();// 强制关闭对应的链接
53.        }
54.
55.        @Override
56.        public long getDelay(TimeUnit unit) {
57.            long currNow = System.currentTimeMillis() - MILL_ORIGIN;
58.            long d = unit.convert(now + timeout - currNow, TimeUnit.MILLISECONDS);
59.            return d;
60.        }
61.
62.        @Override
63.        public int compareTo(Delayed other) {
64.            if (other == this) { // compare zero ONLY if same object
65.                return 0;
66.            } else if (other instanceof HttpTimeoutDelayed) {
67.                HttpTimeoutDelayed x = (HttpTimeoutDelayed) other;
68.                long diff = now + timeout - (x.now + x.timeout);
69.                return diff < 0 ? 1 : (diff > 0 ? 1 : (now > x.now ? 1 : -1)); // 相等情况按照插入时间倒序
70.            } else {
71.                long d = (getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - other.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
72.                return (d == 0) ? 0 : ((d < 0) ? -1 : 1);
73.            }
74.        }
75.
76.    }
77.
78.}

启动Thread : 

1.private static HttpTimeoutThread timeoutGuard = null;
2.    static {
3.        timeoutGuard = new HttpTimeoutThread();
4.        timeoutGuard.setDaemon(true); // 设置为daemon线程,允许主进程关闭后退出
5.        timeoutGuard.setName("HttpClientHelper Timeout Guard");
6.        timeoutGuard.start(); // 启动
7.    }
8.
9.//注册request到monitor线程
10.HttpClientHelper.timeoutGuard.addHttpRequest(request, connectTimeOut + waitDataTimeOut);
11.
12.<span style="font-size: large;"><span style="white-space: normal;"><strong>
13.</strong></span></span>

后记：

最后思考一下timeout的处理机制，就类似于一个定时器的概念，只不过这个定时器执行一次。所以最后也查了下linux的定时器调度算法，前面3种思路也是大同小异。 

现在linux操作系统使用的应该是wheel调度算法，具体可以参看一篇IBM的文章： Linux 下定时器的实现方式分析

其对应的几种算法复杂度： 

ps :  最后感慨一下，java的确给我们封装了很多不错的工具包，比较方便。java.util.*还是有许多比较不错的算法和实现，可以深挖下。