【Java定時任務調度工具】Timer

筆記來源： IMOOC Java Timer

定時任務調度

• 基於給定的時間點，給定的時間間隔或者給定的執行次數自動執行的任務。

Timer 定義

• 一種工具，線程用其安排之後在後臺線程中執行的任務。可安排任務執行一次，或者按期重複執行。
• 有且僅有一個後臺線程對多個業務線程進行定時定頻率的調度。

Timer 主要構建

Timer 主要成分

Timer 定時調度函數

schedule 的四種用法

1. schedule(task, time)

   • 參數

     • task - 所要安排的任務
     • time - 執行任務的時間

   • 做用

     • 在時間等於或超過time的時候執行且僅執行一次task

2. schedule(task, time, period)

   • 參數

     • task - 所要安排的任務
     • time - 首次執行任務的時間
     • period - 執行一次task的時間間隔，單位是毫秒

   • 做用

     • 時間等於或超過time時首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task

3. schedule(task, delay)

   • 參數

     • task - 所要安排的任務
     • delay - 執行任務前的延遲時間，單位是毫秒

   • 做用

     • 等待delay毫秒後執行且僅執行一次task

4. schedule(task, delay, period)

   • 參數

     • task - 所要安排的任務
     • delay - 執行任務前的延遲時間，單位是毫秒
     • period - 執行一次task的時間間隔，單位是毫秒

   • 做用

     • 等待delay毫秒後首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task

scheduleAtFixedRate 的兩種用法

1. scheduleAtFixedRate(task, time, period)

   • 參數

     • task - 所要安排的任務
     • time - 首次執行任務的時間
     • period - 執行一次task的時間間隔，單位是毫秒

   • 做用

     • 時間等於或超過time時首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task

2. scheduleAtFixedRate(task, delay, period)

   • 參數

     • task - 所要安排的任務
     • delay - 執行任務前的延遲時間，單位是毫秒
     • period - 執行一次task的時間間隔，單位是毫秒

   • 做用

     • 等待delay毫秒後首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task

Timer 示例

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Calendar;
import java.util.TimerTask;

public class MyTimerTask extends TimerTask {
    private String name;
    public MyTimerTask(String inputName) {
        name = inputName;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 以 yyyy-MM-dd HH:mm:ss 的格式打印當前執行時間
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println("Current exec time is: " + sf.format(calendar.getTime()));

        // 打印當前name的內容
        System.out.println("Current exec name is: " + name);
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Calendar;
import java.util.Timer;

public class MyTimer {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 建立一個timer實例
        Timer timer = new Timer();
        // 2. 建立一個MyTimerTask實例
        MyTimerTask myTimerTask = new MyTimerTask("No.1");
        /**
         * 獲取當前時間，並設置成距離當前時間三秒後的時間
         */
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println("Current main time is: " + sf.format(calendar.getTime()));
        calendar.add(Calendar.SECOND, 3);
        // 3. 經過timer定時定頻率調用myTimerTask的業務邏輯
        //-------------------schedule的四種用法-------------------//
        /**
         * 在時間等於或超過time的時間執行且僅執行一次task
         */
        myTimerTask.setName("schedule_1");
        timer.schedule(myTimerTask, calendar.getTime());

        /**
         * 時間等於或超過time時首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task
         */
        myTimerTask.setName("schedule_2");
        timer.schedule(myTimerTask, calendar.getTime(), 2000);

        /**
         * 等待delay毫秒後執行且僅執行一次task
         */
        myTimerTask.setName("schedule_3");
        timer.schedule(myTimerTask, 1000);

        /**
         * 等待delay毫秒後首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task
         */
        myTimerTask.setName("schedule_4");
        timer.schedule(myTimerTask, 3000, 2000);

        //--------------scheduleAtFixedRate的兩種用法-------------//
        /**
         * 時間等於或超過time時首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task
         */
        myTimerTask.setName("scheduleAtFixedRate_1");
        timer.scheduleAtFixedRate(myTimerTask, calendar.getTime(), 2000);

        /**
         * 等待delay毫秒後首次執行task，以後每隔period毫秒重複執行一次task
         */
        myTimerTask.setName("scheduleAtFixedRate_2");
        timer.scheduleAtFixedRate(myTimerTask, 3000, 2000);
    }
}

schedule 與 scheduleAtFixedRate 的區別

首次計劃執行的時間早於當前的時間

1. schedule 方法

   • fixed-delay；若是第一次執行時間被 delay 了，隨後的執行時間按照上一次實際執行完成的時間點進行計算

2. scheduleAtFixedRate 方法

   • fixed-rate；若是第一次執行時間被 delay 了，隨後的執行時間按照上一次開始的時間點進行計算，而且爲了遇上進度會屢次執行任務，所以 TimerTask 中的執行體須要考慮同步

任務執行所需時間超出任務的執行週期間隔

1. schedule 方法

   • 下一次執行時間相對於上一次實際執行完成的時間點，所以執行時間會不斷延後

2. scheduleAtFixedRate 方法

   • 下一次執行時間相對於上一次開始的時間點，所以執行時間通常不會延後，所以存在併發性

其餘重要函數

• TimerTask 的 cancel()、scheduleExecutionTime()
• Timer 的 cancel()、purge()

TimerTask 的兩個重要函數

• cancel()

  • 做用：取消當前 TimerTask 裏的任務

• scheduleExecutionTime()

  • 做用：返回此任務最近實際執行的已安排執行的實際
  • 返回：最近發生此任務執行安排的時間，爲Long類型

Timer 的其餘函數

• cancel()

  • 終止此計時器，丟棄全部當前已安排的任務

• purge()

  • 做用：今後計時器的任務隊列中移除全部已取消的任務
  • 返回：從隊列中移除的任務數

Timer 函數的綜合應用

• 模擬兩個機器人的定時行爲

  • 第一個機器人會隔兩秒打印最近一次計劃的時間、執行內容
  • 第二個機器人會模擬往桶裏倒水，直到桶裏的水滿爲止，而後中止工做
  • 桶裏的水滿了以後，第一個機器人再跳舞兩秒鐘，而後中止工做

/**
 * 跳舞的機器人
 */
public class DancingRobot extends TimerTask {
    @Override
    public void run() {
        // 獲取最近的一次任務執行的時間，並將其格式化
        SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println("Scheduled exec time is: " + sf.format(scheduledExecutionTime()));
        System.out.println("Dancing happily!");
    }
}

/**
 * 倒水的機器人
 */
public class WaterRobot extends TimerTask {
    private Timer timer;
    // 最大容量爲5L
    private Integer bucketCapacity = 0;
    public WaterRobot(Timer inputTimer) {
        timer = inputTimer;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 灌水直接至桶滿爲止
        if(bucketCapacity < 5){
            System.out.println("Add 1L water into the bucket!");
            bucketCapacity ++;
        } else {
            // 水滿以後就中止執行
            System.out.println("The number of canceled task in timer is: " + timer.purge());
            cancel();
            System.out.println("The waterRobot has been aborted");
            System.out.println("The number of canceled task in timer is: " + timer.purge());
            System.out.println("Current water is " + bucketCapacity + "L");
            // 等待兩秒鐘，終止timer裏面的全部內容
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            timer.cancel();
        }
    }
}

public class Executor {
    public static void main(String[] args) {
        Timer timer = new Timer();
        // 獲取當前時間
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println("Current time is: " + sf.format(calendar.getTime()));

        DancingRobot dr = new DancingRobot();
        WaterRobot wr = new WaterRobot(timer);

        timer.schedule(dr, calendar.getTime(), 2000);
        timer.scheduleAtFixedRate(wr, calendar.getTime(), 1000);
    }
}

Timer 的缺陷

• 管理併發任務的缺陷

  • Timer 有且只有一個線程去執行定時任務，若是存在多個任務，且任務時間過長，會致使執行效果與預期不符

• 當任務拋出異常時的缺陷

  • 若是 TimerTask 拋出 RuntimeException，Timer 會中止全部任務的運行

Timer 的使用禁區

• 對時效性要求較高的多任務併發做業
• 對複雜的任務的調度

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擴展閱讀

• Timer與ScheduledExecutorService間的抉擇
• Java中定時任務的實現：Timer與ScheduledExecutorService的不一樣
• Java 幾種調度任務的Timer、ScheduledExecutor、 開源工具包 Quartz、開源工具包 JCronTab