你的位置:首页 > Java教程

[Java教程]java Timer(定时调用、实现固定时间执行)


 

  最近需要用到定时调用的功能。可以通过java的Timer类来进行定时调用,下面是有关Timer的一些相关知识。

  其实就Timer来讲就是一个调度器,而TimerTask呢只是一个实现了run方法的一个类,而具体的TimerTask需要由你自己来实现,例如这样:

 

Timer timer = new Timer();timer.schedule(new TimerTask() {    public void run() {      System.out.println("11232");    }}, 200000 , 1000);

 

 
  这里直接实现一个TimerTask(当然,你可以实现多个TimerTask,多个TimerTask可以被一个Timer会被分配到多个 Timer中被调度,后面会说到Timer的实现机制就是说内部的调度机制),然后编写run方法,20s后开始执行,每秒执行一次,当然你通过一个 timer对象来操作多个timerTask,其实timerTask本身没什么意义,只是和timer集合操作的一个对象,实现它就必然有对应的run 方法,以被调用,他甚至于根本不需要实现Runnable,因为这样往往混淆视听了,为什么呢?也是本文要说的重点。

  在说到timer的原理时,我们先看看Timer里面的一些常见方法:

1、这个方法是调度一个task,经过delay(ms)后开始进行调度,仅仅调度一次。


  public void schedule(TimerTask task, long delay)

 

2、在指定的时间点time上调度一次。


public void schedule(TimerTask task, Date time)

 


3、这个方法是调度一个task,在delay(ms)后开始调度,每次调度完后,最少等待period(ms)后才开始调度。
public void schedule(TimerTask task, long delay, long period)

 


4、和上一个方法类似,唯一的区别就是传入的第二个参数为第一次调度的时间。
public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)

 


5、调度一个task,在delay(ms)后开始调度,然后每经过period(ms)再次调度,貌似和方法:schedule是一样的,其实不然,后面你会根据源码看到,schedule在计算下一次执行的时间的时候,是通过当前时间(在任务执行前得到) + 时间片,而scheduleAtFixedRate方法是通过当前需要执行的时间(也就是计算出现在应该执行的时间)+ 时间片,前者是运行的实际时间,而后者是理论时间点,例如:schedule时间片是5s,那么理论上会在5、10、15、20这些时间片被调度,但是如果由于某些CPU征用导致未被调度,假如等到第8s才被第一次调度,那么schedule方法计算出来的下一次时间应该是第13s而不是第10s,这样有可能下次就越到20s后而被少调度一次或多次,而scheduleAtFixedRate方法就是每次理论计算出下一次需要调度的时间用以排序,若第8s被调度,那么计算出应该是第10s,所以它距离当前时间是2s,那么再调度队列排序中,会被优先调度,那么就尽量减少漏掉调度的情况。
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)

 


6、方法同上,唯一的区别就是第一次调度时间设置为一个Date时间,而不是当前时间的一个时间片,我们在源码中会详细说明这些内容。
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime,long period)

 




源码部分
 
 
首先看Timer的构造方法有几种:
构造方法1:无参构造方法,简单通过Tiemer为前缀构造一个线程名称:
public Timer() {  this("Timer-" + serialNumber());}

   创建的线程不为主线程,则主线程结束后,timer自动结束,而无需使用cancel来完成对timer的结束。


 
构造方法2:传入了是否为后台线程,后台线程当且仅当进程结束时,自动注销掉。
public Timer(boolean isDaemon) {  this("Timer-" + serialNumber(), isDaemon);}

   另外两个构造方法负责传入名称和将timer启动:


public Timer(String name, boolean isDaemon) {   thread.setName(name);   thread.setDaemon(isDaemon);   thread.start(); }

   这里有一个thread,这个thread很明显是一个线程,被包装在了Timer类中,我们看下这个thread的定义是:


private TimerThread thread = new TimerThread(queue);

 


  而定义TimerThread部分的是:
而定义TimerThread部分的是:

   看到这里知道了,Timer内部包装了一个线程,用来做独立于外部线程的调度,而TimerThread是一个default类型的,默认情况下是引用不到的,是被Timer自己所使用的。


 
 
  接下来看下有那些属性
  除了上面提到的thread,还有一个很重要的属性是:
private TaskQueue queue = new TaskQueue();

   看名字就知道是一个队列,队列里面可以先猜猜看是什么,那么大概应该是我要调度的任务吧,先记录下了,接下来继续向下看:


  里面还有一个属性是:threadReaper, 它是Object类型,只是重写了finalize方法而已,是为了垃圾回收的时候,将相应的信息回收掉,做GC的回补,也就是当timer线程由于某种 原因死掉了,而未被cancel,里面的队列中的信息需要清空掉,不过我们通常是不会考虑这个方法的,所以知道java写这个方法是干什么的就行了。
 
  接下来看调度方法的实现:
  对于上面6个调度方法,我们不做一一列举,为什么等下你就知道了:

  来看下方法:

public void schedule(TimerTask task, long delay)

   的源码如下:


1 public void schedule(TimerTask task, long delay) {2    if (delay < 0)3      throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");4    sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, 0);5  }

   这里调用了另一个方法,将task传入,第一个参数传入System.currentTimeMillis()+delay可见为第一次需要执行的时间的 时间点了(如果传入Date,就是对象.getTime()即可,所以传入Date的几个方法就不用多说了),而第三个参数传入了0,这里可以猜下要么是 时间片,要么是次数啥的,不过等会就知道是什么了;另外关于方法:sched的内容我们不着急去看他,先看下重载的方法中是如何做的


 
  再看看方法:
public void schedule(TimerTask task, long delay,long period)

   源码为:


public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) {    if (delay < 0)      throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");    if (period <= 0)      throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");    sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, -period);  }

   看来也调用了方法sched来完成调度,和上面的方法唯一的调度时候的区别是增加了传入的period,而第一个传入的是0,所以确定这个参数为时间片, 而不是次数,注意这个里的period加了一个负数,也就是取反,也就是我们开始传入1000,在调用sched的时候会变成-1000,其实最终阅读完 源码后你会发现这个算是老外对于一种数字的理解,而并非有什么特殊的意义,所以阅读源码的时候也有这些困难所在。


 
  最后再看个方法是:
public void scheduleAtFixedRate(TimerTasktask,long delay,long period)

   源码为:


public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period) {    if (delay < 0)      throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");    if (period <= 0)      throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");    sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, period);  }

   唯一的区别就是在period没有取反,其实你最终阅读完源码,上面的取反没有什么特殊的意义,老外不想增加一个参数来表示 scheduleAtFixedRate,而scheduleAtFixedRate和schedule的大部分逻辑代码一致,因此用了参数的范围来作为 区分方法,也就是当你传入的参数不是正数的时候,你调用schedule方法正好是得到scheduleAtFixedRate的功能,而调用 scheduleAtFixedRate方法的时候得到的正好是schedule方法的功能,呵呵,这些讨论没什么意义,讨论实质和重点:

   来看sched方法的实现体:


private void sched(TimerTask task, long time, long period) {    if (time < 0)      throw new IllegalArgumentException("Illegal execution time.");     synchronized(queue) {      if (!thread.newTasksMayBeScheduled)        throw new IllegalStateException("Timer already cancelled.");       synchronized(task.lock) {        if (task.state != TimerTask.VIRGIN)          throw new IllegalStateException(            "Task already scheduled or cancelled");        task.nextExecutionTime = time;        task.period = period;        task.state = TimerTask.SCHEDULED;      }       queue.add(task);      if (queue.getMin() == task)        queue.notify();    }  }

   queue为一个队列,我们先不看他数据结构,看到他在做这个操作的时候,发生了同步,所以在timer级别,这个是线程安全的,最后将task相关的参数赋值,主要包含nextExecutionTime(下一次执行时间),period(时间片),state(状态),然后将它放入queue队列中,做一次notify操作,为什么要做notify操作呢?看了后面的代码你就知道了。

 

  简言之,这里就是讲task放入队列queue的过程,此时,你可能对queue的结构有些兴趣,那么我们先来看看queue属性的结构TaskQueue:


class TaskQueue {   private TimerTask[] queue = new TimerTask[128];   private int size = 0;

   可见,TaskQueue的结构很简单,为一个数组,加一个size,有点像ArrayList,是不是长度就128呢,当然不 是,ArrayList可以扩容,它可以,只是会造成内存拷贝而已,所以一个Timer来讲,只要内部的task个数不超过128是不会造成扩容的;内部 提供了add(TimerTask)、size()、getMin()、get(int)、removeMin()、quickRemove(int)、 rescheduleMin(long newTime)、isEmpty()、clear()、fixUp()、fixDown()、heapify();

   




实践部分
 
1、通过继承TimerTask的方式实现
  必须重写run方法.
public class MyTask extends TimerTask{  @Override  public void run()  {    SimpleDateFormat sdf = null;    sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");    System.out.println("当前时间:" + sdf.format(new Date()));      }  }

 

public class TestTask{  public static void main(String[] args)  {    Timer t = new Timer(); // 建立Timer对象    MyTask task = new MyTask(); //定义任务    t.schedule(task, 1000,2000);//设置任务的执行,1秒后开始,每2秒执行一次        Calendar cal = Calendar.getInstance();    cal.set(Calendar.MINUTE, 30);        t.schedule(task, cal.getTime() , 2000);      }}

 

 

2、通过匿名内部类实现

Timer timer = new Timer();     timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {         public void run() {                     System.out.println("abc");         }     }, 1000 , 1000);

 

 

   致谢:感谢您的耐心阅读!