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Java如何實現(xiàn)定時任務

更新時間：2020年07月31日 11:07:21 作者：chenssy

這篇文章主要介紹了Java如何實現(xiàn)定時任務，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

在我們編程過程中如果需要執(zhí)行一些簡單的定時任務，無須做復雜的控制，我們可以考慮使用JDK中的Timer定時任務來實現(xiàn)。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。

一、簡介

在java中一個完整定時任務需要由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，線程用其安排以后在后臺線程中執(zhí)行的任務?？砂才湃蝿請?zhí)行一次，或者定期重復執(zhí)行。由TimerTask：Timer 安排為一次執(zhí)行或重復執(zhí)行的任務。我們可以這樣理解Timer是一種定時器工具，用來在一個后臺線程計劃執(zhí)行指定任務，而TimerTask一個抽象類，它的子類代表一個可以被Timer計劃的任務。

Timer類

在工具類Timer中，提供了四個構造方法，每個構造方法都啟動了計時器線程，同時Timer類可以保證多個線程可以共享單個Timer對象而無需進行外部同步，所以Timer類是線程安全的。但是由于每一個Timer對象對應的是單個后臺線程，用于順序執(zhí)行所有的計時器任務，一般情況下我們的線程任務執(zhí)行所消耗的時間應該非常短，但是由于特殊情況導致某個定時器任務執(zhí)行的時間太長，那么他就會“獨占”計時器的任務執(zhí)行線程，其后的所有線程都必須等待它執(zhí)行完，這就會延遲后續(xù)任務的執(zhí)行，使這些任務堆積在一起，具體情況我們后面分析。

當程序初始化完成Timer后，定時任務就會按照我們設定的時間去執(zhí)行，Timer提供了schedule方法，該方法有多中重載方式來適應不同的情況，如下：

schedule(TimerTask task, Date time)：安排在指定的時間執(zhí)行指定的任務。

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復的固定延遲執(zhí)行。

schedule(TimerTask task, long delay) ：安排在指定延遲后執(zhí)行指定的任務。

schedule(TimerTask task, long delay, long period) ：安排指定的任務從指定的延遲后開始進行重復的固定延遲執(zhí)行。

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同，區(qū)別后面分析。

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復的固定速率執(zhí)行。

scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)：安排指定的任務在指定的延遲后開始進行重復的固定速率執(zhí)行。

TimerTask

TimerTask類是一個抽象類，由Timer 安排為一次執(zhí)行或重復執(zhí)行的任務。它有一個抽象方法run()方法，該方法用于執(zhí)行相應計時器任務要執(zhí)行的操作。因此每一個具體的任務類都必須繼承TimerTask，然后重寫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(zhí)行的安排執(zhí)行時間。

二、實例

2.1、指定延遲時間執(zhí)行定時任務

public class TimerTest01 {
  Timer timer;
  public TimerTest01(int time){
    timer = new Timer();
    timer.schedule(new TimerTaskTest01(), time * 1000);
  }
</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">static</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> main(String[] args) {
  System.out.println(</span>"timer begin...."<span style="color: #000000">);
  </span><span style="color: #0000ff">new</span> TimerTest01(3<span style="color: #000000">);
}

}
public class TimerTaskTest01 extends TimerTask{
</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
  System.out.println(</span>"Time's up!!!!"<span style="color: #000000">);
}

}

運行結果：

首先打?。簍imer begin....
3秒后打印：Time's up!!!!

2.2、在指定時間執(zhí)行定時任務 [code]public class TimerTest02 { Timer timer;

public class TimerTest02 {
  Timer timer;
</span><span style="color: #0000ff">public</span><span style="color: #000000"> TimerTest02(){
  Date time </span>=<span style="color: #000000"> getTime();
  System.out.println(</span>"指定時間time=" +<span style="color: #000000"> time);
  timer </span>= <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Timer();
  timer.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTaskTest02(), time);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span><span style="color: #000000"> Date getTime(){
  Calendar calendar </span>=<span style="color: #000000"> Calendar.getInstance();
  calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, </span>11<span style="color: #000000">);
  calendar.set(Calendar.MINUTE, </span>39<span style="color: #000000">);
  calendar.set(Calendar.SECOND, </span>00<span style="color: #000000">);
  Date time </span>=<span style="color: #000000"> calendar.getTime();
  
  </span><span style="color: #0000ff">return</span><span style="color: #000000"> time;
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">static</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> main(String[] args) {
  </span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTest02();
}

}
public class TimerTaskTest02 extends TimerTask{
@Override
</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
  System.out.println(</span>"指定時間執(zhí)行線程任務..."<span style="color: #000000">);
}

}

當時間到達11:39:00時就會執(zhí)行該線程任務，當然大于該時間也會執(zhí)行??！執(zhí)行結果為：

指定時間time=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014
指定時間執(zhí)行線程任務...

2.3、在延遲指定時間后以指定的間隔時間循環(huán)執(zhí)行定時任務

public class TimerTest03 {
  Timer timer;
</span><span style="color: #0000ff">public</span><span style="color: #000000"> TimerTest03(){
  timer </span>= <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Timer();
  timer.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span> TimerTaskTest03(), 1000, 2000<span style="color: #000000">);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">static</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> main(String[] args) {
  </span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTest03();
}

}
public class TimerTaskTest03 extends TimerTask{
@Override
</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
  Date date </span>= <span style="color: #0000ff">new</span> Date(<span style="color: #0000ff">this</span><span style="color: #000000">.scheduledExecutionTime());
  System.out.println(</span>"本次執(zhí)行該線程的時間為：" +<span style="color: #000000"> date);
}

}

運行結果：

本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014
本次執(zhí)行該線程的時間為：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014
.................

對于這個線程任務,如果我們不將該任務停止,他會一直運行下去。

對于上面三個實例，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方法一樣！

2.4、分析schedule和scheduleAtFixedRate

1、schedule(TimerTask task, Date time)、schedule(TimerTask task, long delay)

對于這兩個方法而言，如果指定的計劃執(zhí)行時間scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，則task會被立即執(zhí)行。scheduledExecutionTime不會因為某一個task的過度執(zhí)行而改變。

2、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同的，前面提過Timer的計時器任務會因為前一個任務執(zhí)行時間較長而延時。在這兩個方法中，每一次執(zhí)行的task的計劃時間會隨著前一個task的實際時間而發(fā)生改變，也就是scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是說如果第n個task由于某種情況導致這次的執(zhí)行時間過程，最后導致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，這是第n+1個task并不會因為到時了而執(zhí)行，他會等待第n個task執(zhí)行完之后再執(zhí)行，那么這樣勢必會導致n+2個的執(zhí)行實現(xiàn)scheduledExecutionTime放生改變即scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。所以這兩個方法更加注重保存間隔時間的穩(wěn)定。

3、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)

在前面也提過scheduleAtFixedRate與schedule方法的側重點不同，schedule方法側重保存間隔時間的穩(wěn)定，而scheduleAtFixedRate方法更加側重于保持執(zhí)行頻率的穩(wěn)定。為什么這么說，原因如下。在schedule方法中會因為前一個任務的延遲而導致其后面的定時任務延時，而scheduleAtFixedRate方法則不會，如果第n個task執(zhí)行時間過長導致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，則不會做任何等待他會立即執(zhí)行第n+1個task，所以scheduleAtFixedRate方法執(zhí)行時間的計算方法不同于schedule，而是scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，該計算方法永遠保持不變。所以scheduleAtFixedRate更加側重于保持執(zhí)行頻率的穩(wěn)定。

三、Timer的缺陷

3.1、Timer的缺陷

Timer計時器可以定時（指定時間執(zhí)行任務）、延遲（延遲5秒執(zhí)行任務）、周期性地執(zhí)行任務（每隔個1秒執(zhí)行任務），但是，Timer存在一些缺陷。首先Timer對調度的支持是基于絕對時間的，而不是相對時間，所以它對系統(tǒng)時間的改變非常敏感。其次Timer線程是不會捕獲異常的，如果TimerTask拋出的了未檢查異常則會導致Timer線程終止，同時Timer也不會重新恢復線程的執(zhí)行，他會錯誤的認為整個Timer線程都會取消。同時，已經(jīng)被安排單尚未執(zhí)行的TimerTask也不會再執(zhí)行了，新的任務也不能被調度。故如果TimerTask拋出未檢查的異常，Timer將會產(chǎn)生無法預料的行為。

1、Timer管理時間延遲缺陷

前面Timer在執(zhí)行定時任務時只會創(chuàng)建一個線程任務，如果存在多個線程，若其中某個線程因為某種原因而導致線程任務執(zhí)行時間過長，超過了兩個任務的間隔時間，會發(fā)生一些缺陷：

public class TimerTest04 {
  private Timer timer;
  public long start;  
</span><span style="color: #0000ff">public</span><span style="color: #000000"> TimerTest04(){
  </span><span style="color: #0000ff">this</span>.timer = <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Timer();
  start </span>=<span style="color: #000000"> System.currentTimeMillis();
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerOne(){
  timer.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTask() {
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      System.out.println(</span>"timerOne invoked ,the time:" + (System.currentTimeMillis() -<span style="color: #000000"> start));
      </span><span style="color: #0000ff">try</span><span style="color: #000000"> {
        Thread.sleep(</span>4000);  <span style="color: #008000">//</span><span style="color: #008000">線程休眠3000</span>
      } <span style="color: #0000ff">catch</span><span style="color: #000000"> (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }, </span>1000<span style="color: #000000">);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerTwo(){
  timer.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTask() {
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      System.out.println(</span>"timerOne invoked ,the time:" + (System.currentTimeMillis() -<span style="color: #000000"> start));
    }
  }, </span>3000<span style="color: #000000">);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">static</span> <span style="color: #0000ff">void</span> main(String[] args) <span style="color: #0000ff">throws</span><span style="color: #000000"> Exception {
  TimerTest04 test </span>= <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTest04();
  
  test.timerOne();
  test.timerTwo();
}

}

按照我們正常思路，timerTwo應該是在3s后執(zhí)行，其結果應該是：

timerOne invoked ,the time:1001
timerOne invoked ,the time:3001

但是事與愿違，timerOne由于sleep(4000)，休眠了4S，同時Timer內部是一個線程，導致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

2、Timer拋出異常缺陷

如果TimerTask拋出RuntimeException，Timer會終止所有任務的運行。如下：

public class TimerTest04 {
  private Timer timer;
</span><span style="color: #0000ff">public</span><span style="color: #000000"> TimerTest04(){
  </span><span style="color: #0000ff">this</span>.timer = <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Timer();
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerOne(){
  timer.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTask() {
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      </span><span style="color: #0000ff">throw</span> <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> RuntimeException();
    }
  }, </span>1000<span style="color: #000000">);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerTwo(){
  timer.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTask() {
    
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      System.out.println(</span>"我會不會執(zhí)行呢？？"<span style="color: #000000">);
    }
  }, </span>1000<span style="color: #000000">);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">static</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> main(String[] args) {
  TimerTest04 test </span>= <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> TimerTest04();
  test.timerOne();
  test.timerTwo();
}

}

運行結果：timerOne拋出異常，導致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)

對于Timer的缺陷，我們可以考慮 ScheduledThreadPoolExecutor 來替代。Timer是基于絕對時間的，對系統(tǒng)時間比較敏感，而ScheduledThreadPoolExecutor 則是基于相對時間；Timer是內部是單一線程，而ScheduledThreadPoolExecutor內部是個線程池，所以可以支持多個任務并發(fā)執(zhí)行。

3.2、用ScheduledExecutorService替代Timer

1、解決問題一：

public class ScheduledExecutorTest {
  private ScheduledExecutorService scheduExec;
</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">long</span><span style="color: #000000"> start;

ScheduledExecutorTest(){
  </span><span style="color: #0000ff">this</span>.scheduExec = Executors.newScheduledThreadPool(2<span style="color: #000000">); 
  </span><span style="color: #0000ff">this</span>.start =<span style="color: #000000"> System.currentTimeMillis();
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerOne(){
  scheduExec.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Runnable() {
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      System.out.println(</span>"timerOne,the time:" + (System.currentTimeMillis() -<span style="color: #000000"> start));
      </span><span style="color: #0000ff">try</span><span style="color: #000000"> {
        Thread.sleep(</span>4000<span style="color: #000000">);
      } </span><span style="color: #0000ff">catch</span><span style="color: #000000"> (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  },</span>1000<span style="color: #000000">,TimeUnit.MILLISECONDS);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerTwo(){
  scheduExec.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Runnable() {
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      System.out.println(</span>"timerTwo,the time:" + (System.currentTimeMillis() -<span style="color: #000000"> start));
    }
  },</span>2000<span style="color: #000000">,TimeUnit.MILLISECONDS);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">static</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> main(String[] args) {
  ScheduledExecutorTest test </span>= <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> ScheduledExecutorTest();
  test.timerOne();
  test.timerTwo();
}

}

運行結果：

timerOne,the time:1003
timerTwo,the time:2005

2、解決問題二

public class ScheduledExecutorTest {
  private ScheduledExecutorService scheduExec;
</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">long</span><span style="color: #000000"> start;

ScheduledExecutorTest(){
  </span><span style="color: #0000ff">this</span>.scheduExec = Executors.newScheduledThreadPool(2<span style="color: #000000">); 
  </span><span style="color: #0000ff">this</span>.start =<span style="color: #000000"> System.currentTimeMillis();
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerOne(){
  scheduExec.schedule(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Runnable() {
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      </span><span style="color: #0000ff">throw</span> <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> RuntimeException();
    }
  },</span>1000<span style="color: #000000">,TimeUnit.MILLISECONDS);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> timerTwo(){
  scheduExec.scheduleAtFixedRate(</span><span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> Runnable() {
    </span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> run() {
      System.out.println(</span>"timerTwo invoked ....."<span style="color: #000000">);
    }
  },</span>2000,500<span style="color: #000000">,TimeUnit.MILLISECONDS);
}

</span><span style="color: #0000ff">public</span> <span style="color: #0000ff">static</span> <span style="color: #0000ff">void</span><span style="color: #000000"> main(String[] args) {
  ScheduledExecutorTest test </span>= <span style="color: #0000ff">new</span><span style="color: #000000"> 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 .....
........................

到此這篇關于Java如何實現(xiàn)定時任務的文章就介紹到這了,更多相關Java定時任務內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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