JDK中的Timer和TimerTask詳解

目錄結構：

• Timer和TimerTask
• 一個Timer調度的例子
  
• 如何終止Timer線程
• 關於cancle方式終止線程
• 反覆執行一個任務
• schedule VS. scheduleAtFixedRate
• 一些注意點

1. Timer和TimerTask

　　Timer是jdk中提供的一個定時器工具，使用的時候會在主線程以外起一個單獨的線程執行指定的計劃任務，能夠指定執行一次或者反覆執行屢次。

　　TimerTask是一個實現了Runnable接口的抽象類，表明一個能夠被Timer執行的任務。

2. 一個Timer調度的例子

 1 import java.util.Timer;
 2 import java.util.TimerTask;
 3 
 4 public class TestTimer {
 5     
 6     public static void main(String args[]){
 7         System.out.println("About to schedule task.");
 8         new Reminder(3);
 9         System.out.println("Task scheduled.");
10     }
11     
12     public static class Reminder{
13         Timer timer;
14         
15         public Reminder(int sec){
16             timer = new Timer();
17             timer.schedule(new TimerTask(){
18                 public void run(){
19                     System.out.println("Time's up!");
20                     timer.cancel();
21                 }
22             }, sec*1000);
23         }
24     } 
25 }

運行以後，在console會首先看到：

About to schedule task.
Task scheduled.

而後3秒鐘後，看到

Time's up!

從這個例子能夠看出一個典型的利用timer執行計劃任務的過程以下：

• new一個TimerTask的子類，重寫run方法來指定具體的任務，在這個例子裏，我用匿名內部類的方式來實現了一個TimerTask的子類
• new一個Timer類，Timer的構造函數裏會起一個單獨的線程來執行計劃任務。jdk的實現代碼以下：

1     public Timer() {
2         this("Timer-" + serialNumber());
3     }
4 
5     public Timer(String name) {
6         thread.setName(name);
7         thread.start();
8     }

• 調用相關調度方法執行計劃。這個例子調用的是schedule方法。
• 任務完成，結束線程。這個例子是調用cancel方法結束線程。

3. 如何終止Timer線程

　　默認狀況下，建立的timer線程會一直執行，主要有下面四種方式來終止timer線程：

• 調用timer的cancle方法
• 把timer線程設置成daemon線程，（new Timer(true)建立daemon線程），在jvm裏，若是全部用戶線程結束，那麼守護線程也會被終止，不過這種方法通常不用。
• 當全部任務執行結束後，刪除對應timer對象的引用，線程也會被終止。
• 調用System.exit方法終止程序

4. 關於cancle方式終止線程

這種方式終止timer線程，jdk的實現比較巧妙，稍微說一下。

首先看cancle方法的源碼：

1     public void cancel() {
2         synchronized(queue) {
3             thread.newTasksMayBeScheduled = false;
4             queue.clear();
5             queue.notify();  // In case queue was already empty.
6         }
7     }

沒有顯式的線程stop方法，而是調用了queue的clear方法和queue的notify方法，clear是個自定義方法，notify是Objec自帶的方法，很明顯是去喚醒wait方法的。

再看clear方法：

1     void clear() {
2         // Null out task references to prevent memory leak
3         for (int i=1; i<=size; i++)
4             queue[i] = null;
5 
6         size = 0;
7     }

clear方法很簡單，就是去清空queue，queue是一個TimerTask的數組，而後把queue的size重置成0，變成empty.仍是沒有看到顯式的中止線程方法，回到最開始new Timer的時候，看看new Timer代碼：

1     public Timer() {
2         this("Timer-" + serialNumber());
3     }
4 
5     public Timer(String name) {
6         thread.setName(name);
7         thread.start();
8     }

看看這個內部變量thread:

1     /**
2      * The timer thread.
3      */
4     private TimerThread thread = new TimerThread(queue);

不是原生的Thread,是自定義的類TimerThread.這個類實現了Thread類，重寫了run方法，以下：

 1     public void run() {
 2         try {
 3             mainLoop();
 4         } finally {
 5             // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
 6             synchronized(queue) {
 7                 newTasksMayBeScheduled = false;
 8                 queue.clear();  // Eliminate obsolete references
 9             }
10         }
11     }

最後是這個mainLoop方法，這方法比較長，截取開頭一段：

 1     private void mainLoop() {
 2         while (true) {
 3             try {
 4                 TimerTask task;
 5                 boolean taskFired;
 6                 synchronized(queue) {
 7                     // Wait for queue to become non-empty
 8                     while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
 9                         queue.wait();
10                     if (queue.isEmpty())
11                         break; // Queue is empty and will forever remain; die

能夠看到wait方法，以前的notify就是通知到這個wait，而後clear方法在notify以前作了清空數組的操做，因此會break，線程執行結束，退出。

5. 反覆執行一個任務

經過調用三個參數的schedule方法實現，最後一個參數是執行間隔，單位毫秒。

6. schedule VS. scheduleAtFixedRate

這兩個方法都是任務調度方法，他們之間區別是，schedule會保證任務的間隔是按照定義的period參數嚴格執行的，若是某一次調度時間比較長，那麼後面的時間會順延，保證調度間隔都是period,而scheduleAtFixedRate是嚴格按照調度時間來的，若是某次調度時間太長了，那麼會經過縮短間隔的方式保證下一次調度在預約時間執行。舉個栗子：你每一個3秒調度一次，那麼正常就是0,3,6,9s這樣的時間，若是第二次調度花了2s的時間，若是是schedule，就會變成0,3+2,8,11這樣的時間，保證間隔，而scheduleAtFixedRate就會變成0,3+2,6,9，壓縮間隔，保證調度時間。

7. 一些注意點

• 每個Timer僅對應惟一一個線程。
• Timer不保證任務執行的十分精確。
• Timer類的線程安全的。