Java中的定時任務

時間 2019-12-11

標籤 java 定時任務欄目 Java 简体版

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現代的應用程序早已不是之前的那些由簡單的增刪改查拼湊而成的程序了，高複雜性早已經是標配，而任務的定時調度與執行也是對程序的基本要求了。java

不少業務需求的實現都離不開定時任務，例如，每個月一號，移動將清空你上月未用完流量，重置套餐流量，以及備忘錄提醒、鬧鐘等功能。git

Java 系統中主要有三種方式來實現定時任務：程序員

Timer和TimerTask
ScheduledExecutorService
三方框架 Quartz

下面咱們一個個來看。github

Timer和TimerTask

先看一個小 demo，接着咱們再來分析其中原理：數據庫

這種方式的定時任務主要用到兩個類，Timer 和 TimerTask。其中，TimerTask 繼承接口 Runnable，抽象的描述一種任務類型，咱們只要重寫實現它的 run 方法就能夠實現自定義任務。數組

而 Timer 就是用於定時任務調度的核心類，demo 中咱們調用其 schedule 並指定延時 1000 毫秒，因此上述代碼會在一秒鐘後完成打印操做，接着程序結束。安全

那麼，使用上很簡單，兩個步驟便可，可是其中的實現邏輯是怎樣的呢？微信

Timer 接口框架

首先，Timer 接口中，這兩個字段是很是核心重要的：異步

TaskQueue 是一個隊列，內部由動態數組實現的最小堆結構，換句話說，它是一個優先級隊列。而優先級參考下一次執行時間，越快執行的越排在前面，這一點咱們回頭再研究。

接着，這個 TimerThread 類實際上是 Timer 的一個內部類，它繼承了 Thread 並重寫了其 run 方法，該線程實例將在構建 Timer 實例的時候被啓動。

run 方法內部會循環的從隊列中取任務，若是沒有就阻塞本身，而當咱們成功的向隊列中添加了定時任務，也會嘗試喚醒該線程。

咱們也來看一下 Timer 的構造方法：

public Timer(String name) {
    thread.setName(name);
    thread.start();
}

再簡單不過的構造函數了，爲內部線程設置線程名，並啓動該線程。

最後，咱們着重看一下 Timer 中用於配置一個定時任務進任務隊列的方法。

//在時刻 time 處執行任務
schedule(TimerTask task, Date time)

//延時 delay 毫秒後執行任務
schedule(TimerTask task, long delay)

//固定延時重複執行，firstTime爲首次執行時間，
//日後沒間隔 period 毫秒執行一次
schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)

//固定延時重複執行
//首次執行時間爲當前時間延時 delay 毫秒
schedule(TimerTask task, long delay, long period)

//固定頻率重複執行，每過 period 毫秒執行一次
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)

//固定頻率重複執行
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)

相信有了註釋，這幾個方法的區別與做用應該不難理解，可是其中有兩個概念須要做一點區分。

==固定延時== VS ==固定頻率==

固定延時：以任務的上一次實際執行時間作參考，日後延時 period 毫秒。

固定頻率：任務的日後每一次執行時間都在任務提交的那一刻獲得了肯定，不論你上次任務是否意外延時了，定時定點執行下一次任務。

這二者的區別仍是很大的，但願你可以理解清楚，接着咱們以其中一個方法爲例，看看底層實現。

以這個方法爲例，其餘重載方法的底層調用都是一樣的，咱們不去贅述。

這個方法的做用，咱們再說一遍。

以當前時間爲準，延時 delay 毫秒後第一次執行該任務，而且採起固定延時的方式，每隔 period 毫秒再次執行該任務。

開頭的兩個異常判斷咱們再也不贅述，看看 sched 方法：

方法須要傳入三個參數，參數 task 表明的須要執行的任務體，TimerTask 咱們回頭會詳細介紹，這裏你知道它表明了一個任務體便可。

參數 time 描述了該任務下一次執行的時刻，計算機底層是以毫秒描述時刻的，因此這裏轉換爲 long 類型來描述時刻。

參數 period 是固定延時的毫秒數。

整個方法的邏輯咱們能夠總結歸納一下，具體的代碼就不一行行分析了，由於也不難。

首先使用任務隊列的內置對象鎖，鎖住個隊列。
接着再去鎖住咱們的 task，並修改其內部的一些屬性字段值，nextExecutionTime 指明下一次任務執行時間，period 設置固定延時的毫秒數，修改 state 狀態爲計劃中。
而後將 task 添加到任務隊列，其中 add 方法內部會進行最小堆重構，參考的就是 nextExecutionTime 字段的值，越小優先級越高。
判斷若是本身就是隊列第一個任務，那麼將喚醒 Timer 中阻塞了的任務線程。

可能會有人疑問，Timer 如何判斷一個任務是不是重複執行的，仍是單次執行就結束的？

答案在 TimerThread 的 run 方法裏，有興趣你能夠去研究下，方法體比較多比較長，這裏不作分析。

當咱們構造 Timer 實例的時候，就會啓動該線程，該線程會在一個死循環中嘗試從任務隊列上獲取任務，若是成功獲取就執行該任務並在執行結束以後作一個判斷。

若是 period 值爲零，則說明這是一次普通任務，執行結束後將從隊列首部移除該任務。

若是 period 爲負值，則說明這是一次固定延時的任務，修改它下次執行時間 nextExecutionTime 爲當前時間減去 period，重構任務隊列。

若是 period 爲正數，則說明這是一次固定頻率的任務，修改它下次執行時間爲上次執行時間加上 period，並重構任務隊列。

其實，我也已經把 TimerThread 的 run 方法裏最核心的邏輯也已經介紹了，建議你們親自去研究研究具體代碼的實現，你會對這一塊的邏輯更清晰。

最後，咱們看一看這個 Timer 它有哪些劣勢的地方：