定时任务Timer/TimerTask和ScheduledExecutorService
在咱们编程过程当中若是须要执行一些简单的定时任务，无须作复杂的控制，咱们能够考虑使用JDK中的Timer定时任务来实现。下面LZ就其原理、实例以及Timer缺陷三个方面来解析java Timer定时器。java
1、简介
编程
在java中一个完整定时任务须要由Timer、TimerTask两个类来配合完成。 API中是这样定义他们的，Timer：一种工具，线程用其安排之后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次，或者按期重复执行。由TimerTask：Timer 安排为一次执行或重复执行的任务。咱们能够这样理解Timer是一种定时器工具，用来在一个后台线程计划执行指定任务，而TimerTask一个抽象类，它的子类表明一个能够被Timer计划的任务。安全
Timer类
在工具类Timer中，提供了四个构造方法，每一个构造方法都启动了计时器线程，同时Timer类能够保证多个线程能够共享单个Timer对象而无需进行外部同步，因此Timer类是线程安全的。可是因为每个Timer对象对应的是单个后台线程，用于顺序执行全部的计时器任务，通常状况下咱们的线程任务执行所消耗的时间应该很是短，可是因为特殊状况致使某个定时器任务执行的时间太长，那么他就会“独占”计时器的任务执行线程，其后的全部线程都必须等待它执行完，这就会延迟后续任务的执行，使这些任务堆积在一块儿，具体状况咱们后面分析。并发
当程序初始化完成Timer后，定时任务就会按照咱们设定的时间去执行，Timer提供了schedule方法，该方法有多中重载方式来适应不一样的状况，以下：ide
schedule(TimerTask task, Date time)：安排在指定的时间执行指定的任务。工具
schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) ：安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定延迟执行。oop
schedule(TimerTask task, long delay) ：安排在指定延迟后执行指定的任务。this
schedule(TimerTask task, long delay, long period) ：安排指定的任务从指定的延迟后开始进行重复的固定延迟执行。spa
同时也重载了scheduleAtFixedRate方法，scheduleAtFixedRate方法与schedule相同，只不过他们的侧重点不一样，区别后面分析。线程
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定速率执行。
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)：安排指定的任务在指定的延迟后开始进行重复的固定速率执行。
TimerTask
TimerTask类是一个抽象类，由Timer 安排为一次执行或重复执行的任务。它有一个抽象方法run()方法，该方法用于执行相应计时器任务要执行的操做。所以每个具体的任务类都必须继承TimerTask，而后重写run()方法。
另外它还有两个非抽象的方法：
boolean cancel()：取消此计时器任务。
long scheduledExecutionTime()：返回此任务最近实际执行的安排执行时间。
2、实例
2.一、指定延迟时间执行定时任务
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!!!!");
}
}
运行结果：
首先打印：timer begin.... 3秒后打印：Time's up!!!!
2.二、在指定时间执行定时任务
public class TimerTest02 {
Timer timer;
public TimerTest02(){
Date time = getTime();
System.out.println("指定时间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("指定时间执行线程任务...");
}
}
当时间到达11:39:00时就会执行该线程任务，固然大于该时间也会执行！！执行结果为：
指定时间time=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014 指定时间执行线程任务...
2.三、在延迟指定时间后以指定的间隔时间循环执行定时任务
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("本次执行该线程的时间为：" + date);
}
}
运行结果:
本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014 .................
对于这个线程任务,若是咱们不将该任务中止,他会一直运行下去。
对于上面三个实例，LZ只是简单的演示了一下，同时也没有讲解scheduleAtFixedRate方法的例子，其实该方法与schedule方法同样！
2.四、分析schedule和scheduleAtFixedRate
一、schedule(TimerTask task, Date time)、schedule(TimerTask task, long delay)
对于这两个方法而言，若是指定的计划执行时间scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，则task会被当即执行。scheduledExecutionTime不会由于某一个task的过分执行而改变。
二、schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)、schedule(TimerTask task, long delay, long period)
这两个方法与上面两个就有点儿不一样的，前面提过Timer的计时器任务会由于前一个任务执行时间较长而延时。在这两个方法中，每一次执行的task的计划时间会随着前一个task的实际时间而发生改变，也就是scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是说若是第n个task因为某种状况致使此次的执行时间过程，最后致使systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，这是第n+1个task并不会由于到时了而执行，他会等待第n个task执行完以后再执行，那么这样势必会致使n+2个的执行实现scheduledExecutionTime放生改变即scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。因此这两个方法更加注重保存间隔时间的稳定。
三、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
在前面也提过scheduleAtFixedRate与schedule方法的侧重点不一样，schedule方法侧重保存间隔时间的稳定，而scheduleAtFixedRate方法更加侧重于保持执行频率的稳定。为何这么说，缘由以下。在schedule方法中会由于前一个任务的延迟而致使其后面的定时任务延时，而scheduleAtFixedRate方法则不会，若是第n个task执行时间过长致使systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，则不会作任何等待他会当即执行第n+1个task，因此scheduleAtFixedRate方法执行时间的计算方法不一样于schedule，而是scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，该计算方法永远保持不变。因此scheduleAtFixedRate更加侧重于保持执行频率的稳定。
3、Timer的缺陷
3.一、Timer的缺陷
Timer计时器能够定时（指定时间执行任务）、延迟（延迟5秒执行任务）、周期性地执行任务（每隔个1秒执行任务），可是，Timer存在一些缺陷。首先Timer对调度的支持是基于绝对时间的，而不是相对时间，因此它对系统时间的改变很是敏感。其次Timer线程是不会捕获异常的，若是TimerTask抛出的了未检查异常则会致使Timer线程终止，同时Timer也不会从新恢复线程的执行，他会错误的认为整个Timer线程都会取消。同时，已经被安排单还没有执行的TimerTask也不会再执行了，新的任务也不能被调度。故若是TimerTask抛出未检查的异常，Timer将会产生没法预料的行为。
一、Timer管理时间延迟缺陷
前面Timer在执行定时任务时只会建立一个线程任务，若是存在多个线程，若其中某个线程由于某种缘由而致使线程任务执行时间过长，超过了两个任务的间隔时间，会发生一些缺陷：
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); //线程休眠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();
}
}
按照咱们正常思路，timerTwo应该是在3s后执行，其结果应该是：
timerOne invoked ,the time:1001 timerOne invoked ,the time:3001
可是事与愿违，timerOne因为sleep(4000)，休眠了4S，同时Timer内部是一个线程，致使timeOne所需的时间超过了间隔时间，结果：
timerOne invoked ,the time:1000 timerOne invoked ,the time:5000
二、Timer抛出异常缺陷
若是TimerTask抛出RuntimeException，Timer会终止全部任务的运行。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("我会不会执行呢？？");
}
}, 1000);
}
public static void main(String[] args) {
TimerTest04 test = new TimerTest04();
test.timerOne();
test.timerTwo();
}
}
运行结果：timerOne抛出异常，致使timerTwo任务终止。
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)
对于Timer的缺陷，咱们能够考虑 ScheduledThreadPoolExecutor 来替代。Timer是基于绝对时间的，对系统时间比较敏感，而ScheduledThreadPoolExecutor 则是基于相对时间；Timer是内部是单一线程，而ScheduledThreadPoolExecutor内部是个线程池，因此能够支持多个任务并发执行。
3.二、用ScheduledExecutorService替代Timer
一、解决问题一：
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();
}
}
运行结果：
timerOne,the time:1003 timerTwo,the time:2005
二、解决问题二
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();
}
}
运行结果：
timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... ........................
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