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Java多線程之定時器Timer的實現(xiàn)

更新時間：2022年10月26日 11:58:01 作者：X_H學(xué)Java

定時/計劃功能在Java應(yīng)用的各個領(lǐng)域都使用得非常多，比方說Web層面。本文主要為大家介紹了Java多線程中定時器Timer的實現(xiàn)，感興趣的小伙伴可以了解一下

標準庫中的Timer

標準庫中有一個Timer類，java.util.Timer，核心方法為schedule，schedule有兩個參數(shù)，第一個參數(shù)為即將要執(zhí)行的任務(wù)，第二個參數(shù)為多久后執(zhí)行該任務(wù)（單位為毫秒），任務(wù)為new TimerTask()，TimerTask為抽象類，實現(xiàn)了Ruannable接口，具體看一下使用

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //Timer內(nèi)部是專門有線程來執(zhí)行我們注冊的任務(wù),這個線程在執(zhí)行完一個任務(wù)還會等待別的任務(wù)執(zhí)行
        Timer timer = new Timer();
        //schedule(任務(wù)，多久后執(zhí)行任務(wù))
        //TimerTask是一個抽象類，實現(xiàn)了Runnable接口
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello timer");
            }
        }, 3000);

        System.out.println("main");
    }
}

運行結(jié)果：先打印出main，3秒之后打印hello Timer

上述代碼執(zhí)行完，發(fā)現(xiàn)程序沒有結(jié)束，原因是Timer內(nèi)部是專門有線程來執(zhí)行我們注冊的任務(wù),這個線程在執(zhí)行完一個任務(wù)還會等待別的任務(wù)執(zhí)行

模擬實現(xiàn)Timer

通過上述標準庫中的Timer分析Timer內(nèi)部需要啥東西

描述任務(wù)：創(chuàng)建一個類專門表示定時器中的一個任務(wù)

組織任務(wù)：使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織

執(zhí)行時間到了的任務(wù)：創(chuàng)建定時器實例時，創(chuàng)建一個線程專門來執(zhí)行此任務(wù)

描述任務(wù)

下面組織任務(wù)用到了優(yōu)先級隊列，優(yōu)先級隊列必須插入可以比較大小的元素，所以這里的任務(wù)類就必須實現(xiàn)比較器接口Comparable并重寫compareTo方法，使得可以通過時間來進行比較大小，定時器在使用的時候需要獲取時間最小的任務(wù)的時間，以此時間戳和當前時間戳比較看是否可以執(zhí)行任務(wù)，所以此處也要提供getTime方法

//描述任務(wù)
class MyTask implements Comparable<MyTask>{
    //任務(wù)具體的內(nèi)容
    private Runnable runnable;
    //任務(wù)執(zhí)行的時間戳
    private long time;

    //delay為時間間隔，不是具體的時間戳
    public MyTask(Runnable runnable, long delay){
        this.runnable = runnable;
        this.time = System.currentTimeMillis()+delay;
    }

    @Override
    public int compareTo(MyTask o) {
        return (int) (this.time-o.time);
    }

    public void run(){
        runnable.run();
    }


    public long getTime() {
        return time;
    }

}

組織任務(wù)

現(xiàn)在有多個任務(wù)，比如一個小時后做作業(yè)，半個小時后吃飯…，定時器在執(zhí)行任務(wù)的時候，按照時間順序先后順序執(zhí)行的，所以我們需要在安排的所有任務(wù)中找出距離要執(zhí)行任務(wù)時間最短的任務(wù)，依次類推，不難得出，可以使用優(yōu)先級隊列這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織任務(wù)

注意: 此處的優(yōu)先級隊列要考慮線程安全問題，因為可能多個線程進行注冊任務(wù)，還有一個專門的線程來執(zhí)行任務(wù)，所以使用PriorityBlockingQueue

這里創(chuàng)建了一個對象用于加鎖，具體原因在下面介紹

    private PriorityBlockingQueue<MyTask> p = new PriorityBlockingQueue<>();
    //創(chuàng)建一個對象用于加鎖
    private Object locker = new Object();
    public void schedule(Runnable runnable, long delay){
        MyTask task = new MyTask(runnable, delay);
        p.put(task);
        //插入任務(wù)，可能執(zhí)行時間已經(jīng)過了，需要喚醒等待的線程進行判斷是否執(zhí)行
        synchronized (locker){
            locker.notify();
        }
    }

執(zhí)行時間到了的任務(wù)

需要有一個線程不停的檢查優(yōu)先級隊列隊頭元素，判斷該元素的執(zhí)行時間是不是到了，所以在定時器的構(gòu)造方法中創(chuàng)建一個線程來執(zhí)行任務(wù)

       public MyTimer(){
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        MyTask task = p.take();
                        if(task.getTime() > System.currentTimeMillis()){
                            p.put(task);
                            //當執(zhí)行時間沒到時，沒必要一直進行判斷，比較耗費CPU
                            //所以等待一定時間
                            synchronized (locker){
                                locker.wait(task.getTime()-System.currentTimeMillis());
                            }
                        }else {
                            task.run();
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        t.start();
    }

為何等待使用wait和notify，而不使用sleep？

在任務(wù)的執(zhí)行時間未到之前，可能判斷次數(shù)很多，比較耗費CPU，而且沒有必要一值判斷，只需在一定時間內(nèi)進行判斷執(zhí)行時間到?jīng)]到即可，所以在還沒有到執(zhí)行時間時，使用wait(時間)來讓該線程進行等待，在創(chuàng)建任務(wù)時喚醒等待即可，因為新的任務(wù)可能需要在剛才等待執(zhí)行任務(wù)之前執(zhí)行，也就是新創(chuàng)建的任務(wù)執(zhí)行時間已經(jīng)到了，所以要使用notify喚醒執(zhí)行任務(wù)的線程繼續(xù)進行判斷時間是否執(zhí)行，而且這個原因也是使用wait不使用sleep的原因，如果使用sleep，在新創(chuàng)建任務(wù)的執(zhí)行時間在sleep等待結(jié)束時間之前，等待的線程沒有辦法喚醒，也就不能執(zhí)行時間到了的任務(wù)

到此這篇關(guān)于Java多線程之定時器Timer的實現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java定時器Timer內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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