在我們編程過程中如果需要執(zhí)行一些簡單的定時(shí)任務(wù)，無須做復(fù)雜的控制，我們可以考慮使用 JDK 中的 Timer 定時(shí)任務(wù)來實(shí)現(xiàn)。下面 LZ 就其原理、實(shí)例以及 Timer 缺陷三個(gè)方面來解析 Java Timer 定時(shí)器。
在 Java 中一個(gè)完整定時(shí)任務(wù)需要由 Timer、TimerTask 兩個(gè)類來配合完成。 API 中是這樣定義他們的，Timer：一種工具，線程用其安排以后在后臺(tái)線程中執(zhí)行的任務(wù)?？砂才湃蝿?wù)執(zhí)行一次，或者定期重復(fù)執(zhí)行。由TimerTask：Timer 安排為一次執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)。我們可以這樣理解 Timer 是一種定時(shí)器工具，用來在一個(gè)后臺(tái)線程計(jì)劃執(zhí)行指定任務(wù)，而 TimerTask 一個(gè)抽象類，它的子類代表一個(gè)可以被 Timer 計(jì)劃的任務(wù)。
在工具類 Timer 中，提供了四個(gè)構(gòu)造方法，每個(gè)構(gòu)造方法都啟動(dòng)了計(jì)時(shí)器線程，同時(shí) Timer 類可以保證多個(gè)線程可以共享單個(gè) Timer 對象而無需進(jìn)行外部同步，所以 Timer 類是線程安全的。但是由于每一個(gè) Timer 對象對應(yīng)的是單個(gè)后臺(tái)線程，用于順序執(zhí)行所有的計(jì)時(shí)器任務(wù)，一般情況下我們的線程任務(wù)執(zhí)行所消耗的時(shí)間應(yīng)該非常短，但是由于特殊情況導(dǎo)致某個(gè)定時(shí)器任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間太長，那么他就會(huì)“獨(dú)占”計(jì)時(shí)器的任務(wù)執(zhí)行線程，其后的所有線程都必須等待它執(zhí)行完，這就會(huì)延遲后續(xù)任務(wù)的執(zhí)行，使這些任務(wù)堆積在一起，具體情況我們后面分析。
當(dāng)程序初始化完成 Timer 后，定時(shí)任務(wù)就會(huì)按照我們設(shè)定的時(shí)間去執(zhí)行， Timer 提供了 schedule 方法，該方法有多中重載方式來適應(yīng)不同的情況，如下：
schedule(TimerTask task, Date time)：安排在指定的時(shí)間執(zhí)行指定的任務(wù)。
schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) ：安排指定的任務(wù)在指定的時(shí)間開始進(jìn)行重復(fù)的固定延遲執(zhí)行。
schedule(TimerTask task, long delay) ：安排在指定延遲后執(zhí)行指定的任務(wù)。
schedule(TimerTask task, long delay, long period) ：安排指定的任務(wù)從指定的延遲后開始進(jìn)行重復(fù)的固定延遲執(zhí)行。
同時(shí)也重載了 scheduleAtFixedRate 方法，scheduleAtFixedRate 方法與 schedule 相同，只不過他們的側(cè)重點(diǎn)不同，區(qū)別后面分析。
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：安排指定的任務(wù)在指定的時(shí)間開始進(jìn)行重復(fù)的固定速率執(zhí)行。
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)：安排指定的任務(wù)在指定的延遲后開始進(jìn)行重復(fù)的固定速率執(zhí)行。
TimerTask 類是一個(gè)抽象類，由 Timer 安排為一次執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)。它有一個(gè)抽象方法 run() 方法，該方法用于執(zhí)行相應(yīng)計(jì)時(shí)器任務(wù)要執(zhí)行的操作。因此每一個(gè)具體的任務(wù)類都必須繼承 TimerTask，然后重寫 run() 方法。
另外它還有兩個(gè)非抽象的方法：
boolean cancel()：取消此計(jì)時(shí)器任務(wù)。
long scheduledExecutionTime()：返回此任務(wù)最近實(shí)際執(zhí)行的安排執(zhí)行時(shí)間。
public class TimerTest01 {
Timer timer;
public TimerTest01(int time){
timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTaskTest01(), time * 1000);
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("timer begin....");
new TimerTest01(3);
}
}
public class TimerTaskTest01 extends TimerTask{
public void run() {
System.out.println("Time's up!!!!");
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
首先打印：timer begin....
3秒后打?。篢ime's up!!!!
public class TimerTest02 {
Timer timer;
public TimerTest02(){
Date time = getTime();
System.out.println("指定時(shí)間time=" + time);
timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTaskTest02(), time);
}
public Date getTime(){
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 11);
calendar.set(Calendar.MINUTE, 39);
calendar.set(Calendar.SECOND, 00);
Date time = calendar.getTime();
return time;
}
public static void main(String[] args) {
new TimerTest02();
}
}
public class TimerTaskTest02 extends TimerTask{
@Override
public void run() {
System.out.println("指定時(shí)間執(zhí)行線程任務(wù)...");
}
}
當(dāng)時(shí)間到達(dá) 11:39:00 時(shí)就會(huì)執(zhí)行該線程任務(wù)，當(dāng)然大于該時(shí)間也會(huì)執(zhí)行??！執(zhí)行結(jié)果為：
指定時(shí)間 time=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014
指定時(shí)間執(zhí)行線程任務(wù)...
public class TimerTest03 {
Timer timer;
public TimerTest03(){
timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTaskTest03(), 1000, 2000);
}
public static void main(String[] args) {
new TimerTest03();
}
}
public class TimerTaskTest03 extends TimerTask{
@Override
public void run() {
Date date = new Date(this.scheduledExecutionTime());
System.out.println("本次執(zhí)行該線程的時(shí)間為：" + date);
}
}
運(yùn)行結(jié)果:
本次執(zhí)行該線程的時(shí)間為：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時(shí)間為：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時(shí)間為：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時(shí)間為：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時(shí)間為：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時(shí)間為：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014
.................
對于這個(gè)線程任務(wù),如果我們不將該任務(wù)停止,他會(huì)一直運(yùn)行下去。
對于上面三個(gè)實(shí)例，LZ 只是簡單的演示了一下，同時(shí)也沒有講解 scheduleAtFixedRate 方法的例子，其實(shí)該方法與 schedule 方法一樣！
對于這兩個(gè)方法而言，如果指定的計(jì)劃執(zhí)行時(shí)間 scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，則 task 會(huì)被立即執(zhí)行。scheduledExecutionTime 不會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè) task 的過度執(zhí)行而改變。
這兩個(gè)方法與上面兩個(gè)就有點(diǎn)兒不同的，前面提過 Timer 的計(jì)時(shí)器任務(wù)會(huì)因?yàn)榍耙粋€(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間較長而延時(shí)。在這兩個(gè)方法中，每一次執(zhí)行的 task 的計(jì)劃時(shí)間會(huì)隨著前一個(gè) task 的實(shí)際時(shí)間而發(fā)生改變，也就是 scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是說如果第 n 個(gè) task 由于某種情況導(dǎo)致這次的執(zhí)行時(shí)間過程，最后導(dǎo)致 systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，這是第 n+1 個(gè) task 并不會(huì)因?yàn)榈綍r(shí)了而執(zhí)行，他會(huì)等待第 n 個(gè) task 執(zhí)行完之后再執(zhí)行，那么這樣勢必會(huì)導(dǎo)致 n+2 個(gè)的執(zhí)行實(shí)現(xiàn) scheduledExecutionTime 放生改變即 scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。所以這兩個(gè)方法更加注重保存間隔時(shí)間的穩(wěn)定。
在前面也提過 scheduleAtFixedRate 與 schedule 方法的側(cè)重點(diǎn)不同，schedule 方法側(cè)重保存間隔時(shí)間的穩(wěn)定，而 scheduleAtFixedRate 方法更加側(cè)重于保持執(zhí)行頻率的穩(wěn)定。為什么這么說，原因如下。在 schedule 方法中會(huì)因?yàn)榍耙粋€(gè)任務(wù)的延遲而導(dǎo)致其后面的定時(shí)任務(wù)延時(shí)，而 scheduleAtFixedRate 方法則不會(huì)，如果第 n 個(gè) task 執(zhí)行時(shí)間過長導(dǎo)致 systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，則不會(huì)做任何等待他會(huì)立即執(zhí)行第 n+1 個(gè) task，所以 scheduleAtFixedRate 方法執(zhí)行時(shí)間的計(jì)算方法不同于 schedule，而是 scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，該計(jì)算方法永遠(yuǎn)保持不變。所以 scheduleAtFixedRate 更加側(cè)重于保持執(zhí)行頻率的穩(wěn)定。
Timer 計(jì)時(shí)器可以定時(shí)（指定時(shí)間執(zhí)行任務(wù)）、延遲（延遲 5 秒執(zhí)行任務(wù)）、周期性地執(zhí)行任務(wù)（每隔個(gè) 1 秒執(zhí)行任務(wù)），但是，Timer 存在一些缺陷。首先 Timer 對調(diào)度的支持是基于絕對時(shí)間的，而不是相對時(shí)間，所以它對系統(tǒng)時(shí)間的改變非常敏感。其次 Timer 線程是不會(huì)捕獲異常的，如果 TimerTask 拋出的了未檢查異常則會(huì)導(dǎo)致 Timer 線程終止，同時(shí) Timer 也不會(huì)重新恢復(fù)線程的執(zhí)行，他會(huì)錯(cuò)誤的認(rèn)為整個(gè) Timer 線程都會(huì)取消。同時(shí)，已經(jīng)被安排單尚未執(zhí)行的 TimerTask 也不會(huì)再執(zhí)行了，新的任務(wù)也不能被調(diào)度。故如果 TimerTask 拋出未檢查的異常，Timer 將會(huì)產(chǎn)生無法預(yù)料的行為。
前面 Timer 在執(zhí)行定時(shí)任務(wù)時(shí)只會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線程任務(wù)，如果存在多個(gè)線程，若其中某個(gè)線程因?yàn)槟撤N原因而導(dǎo)致線程任務(wù)執(zhí)行時(shí)間過長，超過了兩個(gè)任務(wù)的間隔時(shí)間，會(huì)發(fā)生一些缺陷：
public class TimerTest04 {
private Timer timer;
public long start;
public TimerTest04(){
this.timer = new Timer();
start = System.currentTimeMillis();
}
public void timerOne(){
timer.schedule(new TimerTask() {
public void run() {
System.out.println("timerOne invoked ,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
try {
Thread.sleep(4000); //線程休眠3000
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, 1000);
}
public void timerTwo(){
timer.schedule(new TimerTask() {
public void run() {
System.out.println("timerOne invoked ,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
}
}, 3000);
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
TimerTest04 test = new TimerTest04();
test.timerOne();
test.timerTwo();
}
}
按照我們正常思路，timerTwo 應(yīng)該是在 3s 后執(zhí)行，其結(jié)果應(yīng)該是：
timerOne invoked ,the time:1001
timerOne invoked ,the time:3001
但是事與愿違，timerOne 由于 sleep(4000)，休眠了 4S，同時(shí) Timer 內(nèi)部是一個(gè)線程，導(dǎo)致 timeOne 所需的時(shí)間超過了間隔時(shí)間，結(jié)果：
timerOne invoked ,the time:1000
timerOne invoked ,the time:5000
如果 TimerTask 拋出 RuntimeException，Timer 會(huì)終止所有任務(wù)的運(yùn)行。如下：
public class TimerTest04 {
private Timer timer;
public TimerTest04(){
this.timer = new Timer();
}
public void timerOne(){
timer.schedule(new TimerTask() {
public void run() {
throw new RuntimeException();
}
}, 1000);
}
public void timerTwo(){
timer.schedule(new TimerTask() {
public void run() {
System.out.println("我會(huì)不會(huì)執(zhí)行呢？？");
}
}, 1000);
}
public static void main(String[] args) {
TimerTest04 test = new TimerTest04();
test.timerOne();
test.timerTwo();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：timerOne 拋出異常，導(dǎo)致 timerTwo 任務(wù)終止。
Exception in thread "Timer-0" java.lang.RuntimeException
at com.chenssy.timer.TimerTest04$1.run(TimerTest04.java:25)
at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:555)
at java.util.TimerThread.run(Timer.java:505)
對于 Timer 的缺陷，我們可以考慮 ScheduledThreadPoolExecutor 來替代。Timer 是基于絕對時(shí)間的，對系統(tǒng)時(shí)間比較敏感，而 ScheduledThreadPoolExecutor 則是基于相對時(shí)間；Timer 是內(nèi)部是單一線程，而 ScheduledThreadPoolExecutor 內(nèi)部是個(gè)線程池，所以可以支持多個(gè)任務(wù)并發(fā)執(zhí)行。
public class ScheduledExecutorTest {
private ScheduledExecutorService scheduExec;
public long start;
ScheduledExecutorTest(){
this.scheduExec = Executors.newScheduledThreadPool(2);
this.start = System.currentTimeMillis();
}
public void timerOne(){
scheduExec.schedule(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("timerOne,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
}
public void timerTwo(){
scheduExec.schedule(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("timerTwo,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
}
},2000,TimeUnit.MILLISECONDS);
}
public static void main(String[] args) {
ScheduledExecutorTest test = new ScheduledExecutorTest();
test.timerOne();
test.timerTwo();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
timerOne,the time:1003
timerTwo,the time:2005
public class ScheduledExecutorTest {
private ScheduledExecutorService scheduExec;
public long start;
ScheduledExecutorTest(){
this.scheduExec = Executors.newScheduledThreadPool(2);
this.start = System.currentTimeMillis();
}
public void timerOne(){
scheduExec.schedule(new Runnable() {
public void run() {
throw new RuntimeException();
}
},1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
}
public void timerTwo(){
scheduExec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("timerTwo invoked .....");
}
},2000,500,TimeUnit.MILLISECONDS);
}
public static void main(String[] args) {
ScheduledExecutorTest test = new ScheduledExecutorTest();
test.timerOne();
test.timerTwo();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
........................
參考文獻(xiàn):http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/27109467
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