詳解java定時(shí)任務(wù)

2019-11-26 14:30:27

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供稿：網(wǎng)友

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。

一、簡介
      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)。
Timer類
      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“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
      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。

二、實(shí)例
2.1、指定延遲時(shí)間執(zhí)行定時(shí)任務(wù)

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?。簍imer begin....

3秒后打?。篢ime's up!!!!

2.2、在指定時(shí)間執(zhí)行定時(shí)任務(wù)

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)就會執(zhí)行該線程任務(wù)，當(dāng)然大于該時(shí)間也會執(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)...
2.3、在延遲指定時(shí)間后以指定的間隔時(shí)間循環(huán)執(zhí)行定時(shí)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！
2.4、分析schedule和scheduleAtFixedRate
      1）、schedule(TimerTask task, Date time)、schedule(TimerTask task, long delay)
      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會被立即執(zhí)行。scheduledExecutionTime不會因?yàn)槟骋粋€(gè)task的過度執(zhí)行而改變。
      2）、schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)、schedule(TimerTask task, long delay, long period)
      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并不會因?yàn)榈綍r(shí)了而執(zhí)行，他會等待第n個(gè)task執(zhí)行完之后再執(zhí)行，那么這樣勢必會導(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。
      3）、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
      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，如果第n個(gè)task執(zhí)行時(shí)間過長導(dǎo)致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，則不會做任何等待他會立即執(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。

三、Timer的缺陷
3.1、Timer的缺陷
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(shí)Timer也不會重新恢復(fù)線程的執(zhí)行，他會錯(cuò)誤的認(rèn)為整個(gè)Timer線程都會取消。同時(shí)，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。
1）、Timer管理時(shí)間延遲缺陷
前面Timer在執(zhí)行定時(shí)任務(wù)時(shí)只會創(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
2）、Timer拋出異常缺陷
如果TimerTask拋出RuntimeException，Timer會終止所有任務(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("我會不會執(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。
3.2、用ScheduledExecutorService替代Timer
1）、解決問題一：

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
2）、解決問題二

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 ..... ........................

以上就是本文的全部內(nèi)容，關(guān)于java定時(shí)任務(wù)就為大家介紹到這，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助。

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