定時任務Timer/TimerTask和ScheduledExecutorService
在咱們編程過程當中若是須要執行一些簡單的定時任務，無須作複雜的控制，咱們能夠考慮使用JDK中的Timer定時任務來實現。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。java
1、簡介
編程
在java中一個完整定時任務須要由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。由TimerTask：Timer 安排爲一次執行或重複執行的任務。咱們能夠這樣理解Timer是一種定時器工具，用來在一個後臺線程計劃執行指定任務，而TimerTask一個抽象類，它的子類表明一個能夠被Timer計劃的任務。安全
Timer類
在工具類Timer中，提供了四個構造方法，每一個構造方法都啓動了計時器線程，同時Timer類能夠保證多個線程能夠共享單個Timer對象而無需進行外部同步，因此Timer類是線程安全的。可是因爲每個Timer對象對應的是單個後臺線程，用於順序執行全部的計時器任務，通常狀況下咱們的線程任務執行所消耗的時間應該很是短，可是因爲特殊狀況致使某個定時器任務執行的時間太長，那麼他就會「獨佔」計時器的任務執行線程，其後的全部線程都必須等待它執行完，這就會延遲後續任務的執行，使這些任務堆積在一塊兒，具體狀況咱們後面分析。併發
當程序初始化完成Timer後，定時任務就會按照咱們設定的時間去執行，Timer提供了schedule方法，該方法有多中重載方式來適應不一樣的狀況，以下：ide
schedule(TimerTask task, Date time)：安排在指定的時間執行指定的任務。工具
schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) ：安排指定的任務在指定的時間開始進行重複的固定延遲執行。oop
schedule(TimerTask task, long delay) ：安排在指定延遲後執行指定的任務。this
schedule(TimerTask task, long delay, long period) ：安排指定的任務從指定的延遲後開始進行重複的固定延遲執行。spa
同時也重載了scheduleAtFixedRate方法，scheduleAtFixedRate方法與schedule相同，只不過他們的側重點不一樣，區別後面分析。線程
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：安排指定的任務在指定的時間開始進行重複的固定速率執行。
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)：安排指定的任務在指定的延遲後開始進行重複的固定速率執行。
TimerTask
TimerTask類是一個抽象類，由Timer 安排爲一次執行或重複執行的任務。它有一個抽象方法run()方法，該方法用於執行相應計時器任務要執行的操做。所以每個具體的任務類都必須繼承TimerTask，而後重寫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。
long scheduledExecutionTime()：返回此任務最近實際執行的安排執行時間。
2、實例
2.一、指定延遲時間執行定時任務
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!!!!");
}
}
運行結果：
首先打印：timer begin.... 3秒後打印：Time's up!!!!
2.二、在指定時間執行定時任務
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("指定時間執行線程任務...");
}
}
當時間到達11:39:00時就會執行該線程任務，固然大於該時間也會執行！！執行結果爲：
指定時間time=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014 指定時間執行線程任務...
2.三、在延遲指定時間後以指定的間隔時間循環執行定時任務
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("本次執行該線程的時間爲：" + date);
}
}
運行結果:
本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014 本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014 本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014 本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014 本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014 本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014 .................
對於這個線程任務,若是咱們不將該任務中止,他會一直運行下去。
對於上面三個實例，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方法同樣！
2.四、分析schedule和scheduleAtFixedRate
一、schedule(TimerTask task, Date time)、schedule(TimerTask task, long delay)
對於這兩個方法而言，若是指定的計劃執行時間scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，則task會被當即執行。scheduledExecutionTime不會由於某一個task的過分執行而改變。
二、schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)、schedule(TimerTask task, long delay, long period)
這兩個方法與上面兩個就有點兒不一樣的，前面提過Timer的計時器任務會由於前一個任務執行時間較長而延時。在這兩個方法中，每一次執行的task的計劃時間會隨着前一個task的實際時間而發生改變，也就是scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是說若是第n個task因爲某種狀況致使此次的執行時間過程，最後致使systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，這是第n+1個task並不會由於到時了而執行，他會等待第n個task執行完以後再執行，那麼這樣勢必會致使n+2個的執行實現scheduledExecutionTime放生改變即scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。因此這兩個方法更加註重保存間隔時間的穩定。
三、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
在前面也提過scheduleAtFixedRate與schedule方法的側重點不一樣，schedule方法側重保存間隔時間的穩定，而scheduleAtFixedRate方法更加側重於保持執行頻率的穩定。爲何這麼說，緣由以下。在schedule方法中會由於前一個任務的延遲而致使其後面的定時任務延時，而scheduleAtFixedRate方法則不會，若是第n個task執行時間過長致使systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，則不會作任何等待他會當即執行第n+1個task，因此scheduleAtFixedRate方法執行時間的計算方法不一樣於schedule，而是scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，該計算方法永遠保持不變。因此scheduleAtFixedRate更加側重於保持執行頻率的穩定。
3、Timer的缺陷
3.一、Timer的缺陷
Timer計時器能夠定時（指定時間執行任務）、延遲（延遲5秒執行任務）、週期性地執行任務（每隔個1秒執行任務），可是，Timer存在一些缺陷。首先Timer對調度的支持是基於絕對時間的，而不是相對時間，因此它對系統時間的改變很是敏感。其次Timer線程是不會捕獲異常的，若是TimerTask拋出的了未檢查異常則會致使Timer線程終止，同時Timer也不會從新恢復線程的執行，他會錯誤的認爲整個Timer線程都會取消。同時，已經被安排單還沒有執行的TimerTask也不會再執行了，新的任務也不能被調度。故若是TimerTask拋出未檢查的異常，Timer將會產生沒法預料的行爲。
一、Timer管理時間延遲缺陷
前面Timer在執行定時任務時只會建立一個線程任務，若是存在多個線程，若其中某個線程由於某種緣由而致使線程任務執行時間過長，超過了兩個任務的間隔時間，會發生一些缺陷：
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();
}
}
按照咱們正常思路，timerTwo應該是在3s後執行，其結果應該是：
timerOne invoked ,the time:1001 timerOne invoked ,the time:3001
可是事與願違，timerOne因爲sleep(4000)，休眠了4S，同時Timer內部是一個線程，致使timeOne所需的時間超過了間隔時間，結果：
timerOne invoked ,the time:1000 timerOne invoked ,the time:5000
二、Timer拋出異常缺陷
若是TimerTask拋出RuntimeException，Timer會終止全部任務的運行。以下：
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("我會不會執行呢？？");
}
}, 1000);
}
public static void main(String[] args) {
TimerTest04 test = new TimerTest04();
test.timerOne();
test.timerTwo();
}
}
運行結果：timerOne拋出異常，致使timerTwo任務終止。
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)
對於Timer的缺陷，咱們能夠考慮 ScheduledThreadPoolExecutor 來替代。Timer是基於絕對時間的，對系統時間比較敏感，而ScheduledThreadPoolExecutor 則是基於相對時間；Timer是內部是單一線程，而ScheduledThreadPoolExecutor內部是個線程池，因此能夠支持多個任務併發執行。
3.二、用ScheduledExecutorService替代Timer
一、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();
}
}
運行結果：
timerOne,the time:1003 timerTwo,the time:2005
二、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();
}
}
運行結果：
timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... ........................
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