在我們編程過程中如果需要執(zhí)行一些簡單的定時任務(wù)，無須做復(fù)雜的控制，我們可以考慮使用 JDK 中的 Timer 定時任務(wù)來實現(xiàn)。下面 LZ 就其原理、實例以及 Timer 缺陷三個方面來解析 Java Timer 定時器。
在 Java 中一個完整定時任務(wù)需要由 Timer、TimerTask 兩個類來配合完成。 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 是一種定時器工具，用來在一個后臺線程計劃執(zhí)行指定任務(wù)，而 TimerTask 一個抽象類，它的子類代表一個可以被 Timer 計劃的任務(wù)。
在工具類 Timer 中，提供了四個構(gòu)造方法，每個構(gòu)造方法都啟動了計時器線程，同時 Timer 類可以保證多個線程可以共享單個 Timer 對象而無需進行外部同步，所以 Timer 類是線程安全的。但是由于每一個 Timer 對象對應(yīng)的是單個后臺線程，用于順序執(zhí)行所有的計時器任務(wù)，一般情況下我們的線程任務(wù)執(zhí)行所消耗的時間應(yīng)該非常短，但是由于特殊情況導(dǎo)致某個定時器任務(wù)執(zhí)行的時間太長，那么他就會“獨占”計時器的任務(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。
當程序初始化完成 Timer 后，定時任務(wù)就會按照我們設(shè)定的時間去執(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)在指定的時間開始進行重復(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行重復(fù)的固定延遲執(zhí)行。
同時也重載了 scheduleAtFixedRate 方法，scheduleAtFixedRate 方法與 schedule 相同，只不過他們的側(cè)重點不同，區(qū)別后面分析。
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：安排指定的任務(wù)在指定的時間開始進行重復(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行重復(fù)的固定速率執(zhí)行。
TimerTask 類是一個抽象類，由 Timer 安排為一次執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)。它有一個抽象方法 run() 方法，該方法用于執(zhí)行相應(yīng)計時器任務(wù)要執(zhí)行的操作。因此每一個具體的任務(wù)類都必須繼承 TimerTask，然后重寫 run() 方法。
另外它還有兩個非抽象的方法：
boolean cancel()：取消此計時器任務(wù)。
long scheduledExecutionTime()：返回此任務(wù)最近實際執(zhí)行的安排執(zhí)行時間。
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!!!!");
}
}
運行結(jié)果：
首先打?。簍imer 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("指定時間執(zhí)行線程任務(wù)...");
}
}
當時間到達 11:39:00 時就會執(zhí)行該線程任務(wù)，當然大于該時間也會執(zhí)行?。?zhí)行結(jié)果為：
指定時間 time=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014
指定時間執(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)行該線程的時間為：" + date);
}
}
運行結(jié)果:
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014
.................
對于這個線程任務(wù),如果我們不將該任務(wù)停止,他會一直運行下去。
對于上面三個實例，LZ 只是簡單的演示了一下，同時也沒有講解 scheduleAtFixedRate 方法的例子，其實該方法與 schedule 方法一樣！
對于這兩個方法而言，如果指定的計劃執(zhí)行時間 scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，則 task 會被立即執(zhí)行。scheduledExecutionTime 不會因為某一個 task 的過度執(zhí)行而改變。
這兩個方法與上面兩個就有點兒不同的，前面提過 Timer 的計時器任務(wù)會因為前一個任務(wù)執(zhí)行時間較長而延時。在這兩個方法中，每一次執(zhí)行的 task 的計劃時間會隨著前一個 task 的實際時間而發(fā)生改變，也就是 scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是說如果第 n 個 task 由于某種情況導(dǎo)致這次的執(zhí)行時間過程，最后導(dǎo)致 systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，這是第 n+1 個 task 并不會因為到時了而執(zhí)行，他會等待第 n 個 task 執(zhí)行完之后再執(zhí)行，那么這樣勢必會導(dǎo)致 n+2 個的執(zhí)行實現(xiàn) scheduledExecutionTime 放生改變即 scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。所以這兩個方法更加注重保存間隔時間的穩(wěn)定。
在前面也提過 scheduleAtFixedRate 與 schedule 方法的側(cè)重點不同，schedule 方法側(cè)重保存間隔時間的穩(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 方法中會因為前一個任務(wù)的延遲而導(dǎo)致其后面的定時任務(wù)延時，而 scheduleAtFixedRate 方法則不會，如果第 n 個 task 執(zhí)行時間過長導(dǎo)致 systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，則不會做任何等待他會立即執(zhí)行第 n+1 個 task，所以 scheduleAtFixedRate 方法執(zhí)行時間的計算方法不同于 schedule，而是 scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，該計算方法永遠保持不變。所以 scheduleAtFixedRate 更加側(cè)重于保持執(zhí)行頻率的穩(wěn)定。
Timer 計時器可以定時（指定時間執(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 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間的，而不是相對時間，所以它對系統(tǒng)時間的改變非常敏感。其次 Timer 線程是不會捕獲異常的，如果 TimerTask 拋出的了未檢查異常則會導(dǎo)致 Timer 線程終止，同時 Timer 也不會重新恢復(fù)線程的執(zhí)行，他會錯誤的認為整個 Timer 線程都會取消。同時，已經(jīng)被安排單尚未執(zhí)行的 TimerTask 也不會再執(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 將會產(chǎn)生無法預(yù)料的行為。
前面 Timer 在執(zhí)行定時任務(wù)時只會創(chuàng)建一個線程任務(wù)，如果存在多個線程，若其中某個線程因為某種原因而導(dǎo)致線程任務(wù)執(zhí)行時間過長，超過了兩個任務(wù)的間隔時間，會發(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 Timer 內(nèi)部是一個線程，導(dǎo)致 timeOne 所需的時間超過了間隔時間，結(jié)果：
timerOne invoked ,the time:1000
timerOne invoked ,the time:5000
如果 TimerTask 拋出 RuntimeException，Timer 會終止所有任務(wù)的運行。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("我會不會執(zhí)行呢？？");
}
}, 1000);
}
public static void main(String[] args) {
TimerTest04 test = new TimerTest04();
test.timerOne();
test.timerTwo();
}
}
運行結(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 是基于絕對時間的，對系統(tǒng)時間比較敏感，而 ScheduledThreadPoolExecutor 則是基于相對時間；Timer 是內(nèi)部是單一線程，而 ScheduledThreadPoolExecutor 內(nèi)部是個線程池，所以可以支持多個任務(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:http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/27109467
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