淺談java定時器的發(fā)展歷程

更新時間：2017年12月13日 15:01:59 作者：hacksin

這篇文章主要介紹了淺談java定時器的發(fā)展歷程，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以參考下。

在開發(fā)中，我們經(jīng)常需要一些周期性的操作，例如每隔幾分鐘就進(jìn)行某一項操作。這時候我們就要去設(shè)置個定時器，Java中最方便、最高效的實現(xiàn)方式是用java.util.Timer工具類，再通過調(diào)度java.util.TimerTask任務(wù)。

Timer是一種工具，線程用其安排以后在后臺線程中執(zhí)行的任務(wù)?？砂才湃蝿?wù)執(zhí)行一次，或者定期重復(fù)執(zhí)行。實際上是個線程，定時調(diào)度所擁有的TimerTasks。

TimerTask是一個抽象類，它的子類由Timer安排為一次執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)。實際上就是一個擁有run方法的類，需要定時執(zhí)行的代碼放到run方法體內(nèi)。

java在jdk1.3中推出了定時器類Timer,而后在jdk1.5后由DouLea從新開發(fā)出了支持多線程的ScheduleThreadPoolExecutor，從后者的表現(xiàn)來看，可以考慮完全替代Timer了。

Timer與ScheduleThreadPoolExecutor對比：

1.Timer始于jdk1.3,其原理是利用一個TimerTask數(shù)組當(dāng)作隊列，將所有定時任務(wù)添加到此隊列里面去。然后啟動一個線程，當(dāng)隊列為空時，此線程會阻塞，當(dāng)隊列里面有數(shù)據(jù)時，線程會去除一個TimerTask來判斷

是否到時間需要運(yùn)行此任務(wù)，如果運(yùn)行時間小于或等于當(dāng)前時間時則開始運(yùn)行任務(wù)。由于其單線程的本質(zhì)，所以會帶來幾個問題（詳細(xì)代碼在后面）：

第一，當(dāng)我們添加到定時器中的任務(wù)比較耗時時，由于此定時器是單線程順序執(zhí)行定時器任務(wù)，所以會影響后續(xù)任務(wù)的按時執(zhí)行。

Java代碼

//問題一示例: 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime(), 1000, 5000); 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskNormal(), 5000, 3000); 
 
運(yùn)行結(jié)果： 
14:44:29: timer is sleeping 10 seconds 
14:44:39: Task Normal executed 
14:44:39: timer is sleeping 10 seconds 
14:44:49: Task Normal executed 
14:44:49: Task Normal executed 
14:44:49: timer is sleeping 10 seconds 
 
結(jié)果分析：TaskNormal任務(wù)無法保證3秒運(yùn)行一次，其只能等待TaskUseLongTime運(yùn)行結(jié)束后才可以。

第二,Timer中的線程僅僅會捕獲InterruptedException異常，所以如果我們自定義的定時任務(wù)里面沒有捕獲可能出現(xiàn)的異常而導(dǎo)致異常拋出后，

//問題二示例： 
m_timer.schedule(new TaskThrowException(), 1000); 
m_timer.schedule(new TaskNormal(), 2000); 
 
運(yùn)行結(jié)果： 
14:47:37: Throw exception 
Exception in thread "Timer-0" java.lang.RuntimeException 
  at timer_test.TimerTest$TaskThrowException.run(TimerTest.java:85) 
  at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:512) 
  at java.util.TimerThread.run(Timer.java:462) 
 
結(jié)果分析： 
當(dāng)前一個任務(wù)拋出異常后，后面的TaskNormal任務(wù)無法繼續(xù)運(yùn)行

會導(dǎo)致我們的Timer線程停止，從而另后續(xù)的任務(wù)無法執(zhí)行。

第三，其無法處理多個同時發(fā)生的定時任務(wù)

//問題三示例: 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer1"), 1000, 15000); 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer2"), 1000, 15000); 
 
運(yùn)行結(jié)果： 
14:50:16: timer1 is sleeping 10 seconds 
14:50:26: timer2 is sleeping 10 seconds 
14:50:36: timer2 is sleeping 10 seconds 
 
結(jié)果分析： 
我的啟動時間均是1秒以后，但是timer1和timer2啟動的時間明顯不一致

代碼示例：

package timer_test;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class TimerTest 
{
	private final Timer m_timer = new Timer();
	public static void main(String[] args) 
	  {
		new TimerTest().test();
	}
	public void test() 
	  {
		//問題一示例: 
		m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime(), 1000, 5000);
		m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskNormal(), 5000, 3000);
		//問題二示例： 
		//   m_timer.schedule(new TaskThrowException(), 1000); 
		//   m_timer.schedule(new TaskNormal(), 2000); 
		//問題三示例: 
		//   m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer1"), 1000, 5000); 
		//   m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer2"), 1000, 5000);
	}
	private class TaskUseLongTime extends TimerTask 
	  {
		private String m_taskName = "timer";
		public TaskUseLongTime(){
		}
		public TaskUseLongTime(String taskName) 
		    {
			m_taskName = taskName;
		}
		@Override 
		    public void run() 
		    {
			try 
			      {
				System.out.println(getCurrentTime()+": "+m_taskName+" is sleeping 10 seconds");
				Thread.sleep(10000);
			}
			catch (InterruptedException e) 
			      {
			}
		}
	}
	private class TaskNormal extends TimerTask 
	  {
		@Override 
		    public void run() 
		    {
			System.out.println(getCurrentTime()+": Task Normal executed");
		}
	}
	private class TaskThrowException extends TimerTask 
	  {
		@Override 
		    public void run() 
		    {
			System.out.println(getCurrentTime()+": Throw exception");
			throw new RuntimeException();
		}
	}
	private String getCurrentTime() 
	  {
		return new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date());
	}
}

2.ScheduleThreadPoolExecutor

ScheduleThreadPoolExecutor始于jdk1.5,是由DouLea先生編寫的，其利用ThreadPoolExecutor和DelayQueue巧妙的結(jié)合完成了多線程定時器的實現(xiàn)，解決了Timer中由于單線程而導(dǎo)致的上述三個缺陷。

問題一中的問題是因為單線程順序執(zhí)行導(dǎo)致后續(xù)任務(wù)無法按時完成，我們看到多線程可以很容易的解決此問題，同時我們注意到TaskUseLongTime的執(zhí)行時間為10s（請看后續(xù)代碼），我們定時任務(wù)間隔是5秒，但是從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)我們的任務(wù)執(zhí)行間隔卻是10秒，所以我們可以判斷ScheduleThreadPoolExecutor是采用每線程每任務(wù)的模式工作的。

//問題一： 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskNormal(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
 
運(yùn)行結(jié)果： 
14:54:37: Task Normal executed 
14:54:37: timer is sleeping 10 seconds 
14:54:42: Task Normal executed 
14:54:47: Task Normal executed 
14:54:47: timer is sleeping 10 seconds 
14:54:52: Task Normal executed

問題二中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)拋出異常的任務(wù)執(zhí)行后不影響其他任務(wù)的運(yùn)行，同時我們發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行結(jié)果里面沒有將我們的異常拋出，這是因為ScheduleThreadPoolExecutor類在執(zhí)行完定時任務(wù)后會返回一個ScheduledFuture運(yùn)行結(jié)果，不論結(jié)果是順利完成還是有異常均會保存在這里。

//問題二： 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskThrowException(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskNormal(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
 
運(yùn)行結(jié)果： 
14:58:36: Throw exception 
14:58:36: Task Normal executed 
14:58:41: Task Normal executed 
14:58:46: Task Normal executed 
14:58:51: Task Normal executed 
14:58:56: Task Normal executed

問題三由于是多線程所以我們可以保證我們的定時任務(wù)可以同時執(zhí)行

//問題三： 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer1"), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer2"), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
 
運(yùn)行結(jié)果： 
15:01:12: timer1 is sleeping 10 seconds 
15:01:12: timer2 is sleeping 10 seconds 
15:01:22: timer2 is sleeping 10 seconds 
15:01:22: timer1 is sleeping 10 seconds 
15:01:32: timer1 is sleeping 10 seconds 
15:01:32: timer2 is sleeping 10 seconds

詳細(xì)代碼：

package timer_test;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ScheduleThreadPoolExecutorTest 
{
	private final ScheduledThreadPoolExecutor m_timer = new ScheduledThreadPoolExecutor(10);
	public static void main(String[] args) 
	  {
		ScheduleThreadPoolExecutorTest timerTest = new ScheduleThreadPoolExecutorTest();
		timerTest.test();
		try 
		    {
			Thread.sleep(100000);
		}
		catch (InterruptedException e) 
		    {
		}
		finally 
		    {
			timerTest.shutdown();
		}
	}
	public void shutdown() 
	  {
		m_timer.shutdown();
	}
	public void test() 
	  {
		//問題一： 
		//   m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
		//   m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskNormal(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
		//問題二： 
		//   m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskThrowException(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
		//   m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskNormal(), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
		//問題三： 
		m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer1"), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
		m_timer.scheduleAtFixedRate(new TaskUseLongTime("timer2"), 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
	}
	private class TaskUseLongTime implements Callable<Integer>, Runnable 
	  {
		private String m_taskName = "timer";
		private TaskUseLongTime(){
		}
		private TaskUseLongTime(String taskName) 
		    {
			m_taskName = taskName;
		}
		public void run() 
		    {
			try 
			      {
				System.out.println(getCurrentTime()+": "+m_taskName+" is sleeping 10 seconds");
				Thread.sleep(10000);
			}
			catch (InterruptedException e) 
			      {
			}
		}
		public Integer call() throws Exception 
		    {
			run();
			return 0;
		}
	}
	@SuppressWarnings("unused") 
	  private class TaskNormal implements Callable<Integer>, Runnable 
	  {
		public Integer call() throws Exception 
		    {
			run();
			return 0;
		}
		public void run() 
		    {
			System.out.println(getCurrentTime()+": Task Normal executed");
		}
	}
	@SuppressWarnings("unused") 
	  private class TaskThrowException implements Callable<Integer>, Runnable 
	  {
		public Integer call() throws Exception 
		    {
			System.out.println(getCurrentTime()+": Throw exception");
			throw new RuntimeException();
		}
		public void run() 
		    {
			System.out.println(getCurrentTime()+": Throw exception");
			throw new RuntimeException();
		}
	}
	private String getCurrentTime() 
	  {
		return new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date());
	}
}

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于淺談java定時器的發(fā)展歷程的全部內(nèi)容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站：

Java實現(xiàn)一個簡單的定時器代碼解析

Java多線程定時器Timer原理及實現(xiàn)

java定時器timer的使用方法代碼示例

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