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一文搞懂Java?ScheduledExecutorService的使用

 更新時間：2022年11月02日 11:16:24   作者：UnicornLien  
JUC包(java.util.concurrent)中提供了對定時任務(wù)的支持，即ScheduledExecutorService接口。本文主要對ScheduledExecutorService的使用進(jìn)行簡單的介紹，需要的可以參考一下

JUC包(java.util.concurrent)中提供了對定時任務(wù)的支持，即ScheduledExecutorService接口。

本文對ScheduledExecutorService的介紹，將基于Timer類使用介紹進(jìn)行，因此請先閱讀Timer類使用介紹文章。

此處為語雀內(nèi)容卡片，點擊鏈接查看

一、創(chuàng)建ScheduledExecutorService對象

ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);

二、ScheduledExecutorService方法

ScheduledExecutorService實現(xiàn)了ExecutorService接口，ExecutorService接口中的方法事實上屬于線程池相關(guān)的一般方法，不在本文討論。

ScheduledExecutorService本身提供了以下4個方法：

  • ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)：延遲delay單位時間后，執(zhí)行一次任務(wù)
  • <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit)：延遲delay單位時間后，執(zhí)行一次任務(wù)
  • ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)：延遲initialDelay單位時間后，執(zhí)行一次任務(wù)，之后每隔period單位時間執(zhí)行一次任務(wù)（固定速率）
  • ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)：延遲initialDelay單位時間后，執(zhí)行一次任務(wù)，之后每隔period單位時間執(zhí)行一次任務(wù)（固定延時）

ScheduledExecutorService和Timer進(jìn)行對比，兩者所提供的方法是類似的，區(qū)別在于Timer有提供指定時間點執(zhí)行任務(wù)，而ScheduledExecutorService沒有提供。

Timer提供的方法返回值均為void，而ScheduledExecutorService的方法返回值均為ScheduledFuture（繼承于Future接口）。

三、固定速率和固定延時的區(qū)別

和Timer一樣，我們用示例來展示ScheduledExecutorService固定速率和固定延時的區(qū)別，并與Timer進(jìn)行對比。

1. 固定速率

示例：

System.out.println("啟動于：" + DateUtil.formatNow());
ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);
executorService.scheduleAtFixedRate(
        new Runnable() {
            int i = 1;
            @Override
            public void run() {
                System.out.print(i + " " + DateUtil.formatNow() + " 開始執(zhí)行, ");
                if(i == 3) {
                    ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
                }
                System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 結(jié)束");
                i ++;
            }
        },
5, 2, TimeUnit.SECONDS);

輸出：

啟動于：2022-10-31 17:15:44
1 2022-10-31 17:15:49 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:49 結(jié)束
2 2022-10-31 17:15:51 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:51 結(jié)束
3 2022-10-31 17:15:53 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:04 結(jié)束 *
4 2022-10-31 17:16:04 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:04 結(jié)束 *
5 2022-10-31 17:16:04 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:04 結(jié)束 *
6 2022-10-31 17:16:04 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:04 結(jié)束 *
7 2022-10-31 17:16:04 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:04 結(jié)束 *
8 2022-10-31 17:16:04 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:04 結(jié)束 *
9 2022-10-31 17:16:05 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:05 結(jié)束
10 2022-10-31 17:16:07 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:07 結(jié)束
11 2022-10-31 17:16:09 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:09 結(jié)束

沒有11秒耗時的情況下，正常應(yīng)該是輸出：

啟動于：2022-10-31 17:15:44
1 2022-10-31 17:15:49 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:49 結(jié)束
2 2022-10-31 17:15:51 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:51 結(jié)束
3 2022-10-31 17:15:53 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:53 結(jié)束
4 2022-10-31 17:15:55 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:55 結(jié)束
5 2022-10-31 17:15:57 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:57 結(jié)束
6 2022-10-31 17:15:59 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:15:59 結(jié)束
7 2022-10-31 17:16:01 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:01 結(jié)束
8 2022-10-31 17:16:03 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:03 結(jié)束
9 2022-10-31 17:16:05 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:05 結(jié)束
10 2022-10-31 17:16:07 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:07 結(jié)束
11 2022-10-31 17:16:09 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:09 結(jié)束

從測試結(jié)果中可以看出，當(dāng)有一次任務(wù)執(zhí)行耗時過長，超出了設(shè)定的period時間單位，將會影響后續(xù)5次任務(wù)準(zhǔn)時執(zhí)行，當(dāng)耗時任務(wù)完成后，ScheduledExecutorService將會立即將延誤的5次任務(wù)一起補(bǔ)上，并保障后續(xù)的任務(wù)按預(yù)期的時間點執(zhí)行。

這與ScheduledExecutorService固定速率的效果與Timer是完全一樣的，讀者可直接參考Timer的固定速率介紹。

2. 固定延時

示例：

System.out.println("啟動于：" + DateUtil.formatNow());
ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);
executorService.scheduleWithFixedDelay(
        new Runnable() {
            int i = 1;
            @Override
            public void run() {
                System.out.print(i + " " + DateUtil.formatNow() + " 開始執(zhí)行, ");
                if(i == 3) {
                    ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
                }
                System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 結(jié)束");
                i ++;
            }
        },
5, 2, TimeUnit.SECONDS);

輸出：

1 2022-10-31 17:16:41 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:41 結(jié)束
2 2022-10-31 17:16:43 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:43 結(jié)束
3 2022-10-31 17:16:45 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:56 結(jié)束 *
4 2022-10-31 17:16:58 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:58 結(jié)束
5 2022-10-31 17:17:00 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:17:00 結(jié)束
6 2022-10-31 17:17:02 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:17:02 結(jié)束
7 2022-10-31 17:17:04 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:17:04 結(jié)束
8 2022-10-31 17:17:06 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:17:06 結(jié)束
9 2022-10-31 17:17:08 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:17:08 結(jié)束

沒有11秒耗時的情況下，正常應(yīng)該是輸出：

1 2022-10-31 17:16:41 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:41 結(jié)束
2 2022-10-31 17:16:43 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:43 結(jié)束
3 2022-10-31 17:16:45 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:45 結(jié)束
4 2022-10-31 17:16:47 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:47 結(jié)束
5 2022-10-31 17:16:49 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:49 結(jié)束
6 2022-10-31 17:16:51 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:51 結(jié)束
7 2022-10-31 17:16:53 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:53 結(jié)束
8 2022-10-31 17:16:55 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:55 結(jié)束
9 2022-10-31 17:16:57 開始執(zhí)行, 2022-10-31 17:16:57 結(jié)束

固定延時是當(dāng)任務(wù)執(zhí)行耗時過長，超出設(shè)定的delay時間單位，后續(xù)的任務(wù)將會被順延推遲，這個設(shè)計是與Timer一樣的，但與Timer卻有一點小區(qū)別。

在Timer類使用介紹中，曾提到Timer類固定延時下與我想象的不太一致，Timer在第3次任務(wù)執(zhí)行完成后會立即執(zhí)行第4次任務(wù)，接著才是間隔2秒執(zhí)行第5次任務(wù)。

而ScheduledExecutorService則與我的想象完全一致，當(dāng)?shù)?次任務(wù)執(zhí)行完成后，會間隔2秒再執(zhí)行第4次任務(wù)。

所以固定延時下，Timer和ScheduledExecutorService的實現(xiàn)是有一點區(qū)別的。

四、調(diào)度多個任務(wù)

在Timer中，一個TimerTask對象是一個任務(wù)。

而在ScheduledExecutorService中，則一個Runnable對象一個任務(wù)。

第三節(jié)介紹的是固定速率和固定延時是如何影響一個可重復(fù)執(zhí)行任務(wù)(一個Runnable對象)的多次執(zhí)行的。

而本節(jié)介紹的是ScheduledExecutorService如何同時調(diào)度多個可重復(fù)執(zhí)行任務(wù)的。

與Timer內(nèi)部僅1個線程不同，ScheduledExecutorService內(nèi)部采用的是線程池，是支持自己設(shè)定線程數(shù)的。

那么理論上來說，如果要加入2個任務(wù)，ScheduledExecutorService設(shè)定線程數(shù)為2，就不會出現(xiàn)相互影響的情況。

我們來驗證一下。

定義任務(wù)，當(dāng)執(zhí)行第3次時將會休眠11秒：

class Task implements Runnable {

    private int i = 1;

    private String name;

    public Task(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(i + " " + name + ":" + DateUtil.formatNow() + " 開始執(zhí)行");
        if(i == 3) {
            ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
        }
        System.out.println(i + " " + name + ":" + DateUtil.formatNow() + " 執(zhí)行結(jié)束");
        i ++;
    }
}

使用ScheduledExecutorService進(jìn)行調(diào)度：

System.out.println("啟動于：" + DateUtil.formatNow());
ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);

Task task1 = new Task("task1");
Task task2 = new Task("task2");

executorService.scheduleWithFixedDelay(task1, 5, 2, TimeUnit.SECONDS);
executorService.scheduleWithFixedDelay(task2, 5, 2, TimeUnit.SECONDS);

由于控制臺輸出時，task1和task2的日志會混在一起，不容易閱讀，我這邊將task1和task2的日志分開。

task1日志：

啟動于：2022-10-31 17:49:51
1 task1:2022-10-31 17:49:56 開始執(zhí)行
1 task1:2022-10-31 17:49:56 執(zhí)行結(jié)束
2 task1:2022-10-31 17:49:58 開始執(zhí)行
2 task1:2022-10-31 17:49:58 執(zhí)行結(jié)束
3 task1:2022-10-31 17:50:00 開始執(zhí)行
3 task1:2022-10-31 17:50:11 執(zhí)行結(jié)束
4 task1:2022-10-31 17:50:13 開始執(zhí)行
4 task1:2022-10-31 17:50:13 執(zhí)行結(jié)束
5 task1:2022-10-31 17:50:15 開始執(zhí)行
5 task1:2022-10-31 17:50:15 執(zhí)行結(jié)束

task2日志：

啟動于：2022-10-31 17:49:51
1 task2:2022-10-31 17:49:56 開始執(zhí)行
1 task2:2022-10-31 17:49:56 執(zhí)行結(jié)束
2 task2:2022-10-31 17:49:58 開始執(zhí)行
2 task2:2022-10-31 17:49:58 執(zhí)行結(jié)束
3 task2:2022-10-31 17:50:00 開始執(zhí)行
3 task2:2022-10-31 17:50:11 執(zhí)行結(jié)束
4 task2:2022-10-31 17:50:13 開始執(zhí)行
4 task2:2022-10-31 17:50:13 執(zhí)行結(jié)束
5 task2:2022-10-31 17:50:15 開始執(zhí)行

經(jīng)過測試可以確定，當(dāng)加入的任務(wù)數(shù)不超過線程池線程數(shù)時，即使任務(wù)存在耗時也不會相互影響，而僅是影響自身任務(wù)下一次執(zhí)行的時間點。

那如果加入任務(wù)數(shù)超出了線程數(shù)呢？

我們測試一下加入3個任務(wù)，線程數(shù)仍然為2.

Task task1 = new Task("task1");
Task task2 = new Task("task2");
Task task3 = new Task("task3");

executorService.scheduleWithFixedDelay(task1, 5, 2, TimeUnit.SECONDS);
executorService.scheduleWithFixedDelay(task2, 5, 2, TimeUnit.SECONDS);
executorService.scheduleWithFixedDelay(task3, 5, 2, TimeUnit.SECONDS);

將三個任務(wù)的日志分開展示。

task1：

啟動于：2022-10-31 17:53:22
1 task1:2022-10-31 17:53:27 開始執(zhí)行
1 task1:2022-10-31 17:53:27 執(zhí)行結(jié)束
2 task1:2022-10-31 17:53:29 開始執(zhí)行
2 task1:2022-10-31 17:53:29 執(zhí)行結(jié)束
3 task1:2022-10-31 17:53:31 開始執(zhí)行
3 task1:2022-10-31 17:53:42 執(zhí)行結(jié)束
4 task1:2022-10-31 17:53:44 開始執(zhí)行
4 task1:2022-10-31 17:53:44 執(zhí)行結(jié)束
5 task1:2022-10-31 17:53:46 開始執(zhí)行
5 task1:2022-10-31 17:53:46 執(zhí)行結(jié)束
6 task1:2022-10-31 17:53:48 開始執(zhí)行
6 task1:2022-10-31 17:53:48 執(zhí)行結(jié)束
7 task1:2022-10-31 17:53:50 開始執(zhí)行
7 task1:2022-10-31 17:53:50 執(zhí)行結(jié)束
8 task1:2022-10-31 17:53:52 開始執(zhí)行
8 task1:2022-10-31 17:53:52 執(zhí)行結(jié)束
9 task1:2022-10-31 17:53:54 開始執(zhí)行
9 task1:2022-10-31 17:53:54 執(zhí)行結(jié)束
10 task1:2022-10-31 17:53:56 開始執(zhí)行
10 task1:2022-10-31 17:53:56 執(zhí)行結(jié)束

task2：

啟動于：2022-10-31 17:53:22
1 task2:2022-10-31 17:53:27 開始執(zhí)行
1 task2:2022-10-31 17:53:27 執(zhí)行結(jié)束
2 task2:2022-10-31 17:53:29 開始執(zhí)行
2 task2:2022-10-31 17:53:29 執(zhí)行結(jié)束
3 task2:2022-10-31 17:53:31 開始執(zhí)行
3 task2:2022-10-31 17:53:42 執(zhí)行結(jié)束
4 task2:2022-10-31 17:53:44 開始執(zhí)行
4 task2:2022-10-31 17:53:44 執(zhí)行結(jié)束
5 task2:2022-10-31 17:53:46 開始執(zhí)行
5 task2:2022-10-31 17:53:46 執(zhí)行結(jié)束
6 task2:2022-10-31 17:53:48 開始執(zhí)行
6 task2:2022-10-31 17:53:48 執(zhí)行結(jié)束
7 task2:2022-10-31 17:53:50 開始執(zhí)行
7 task2:2022-10-31 17:53:50 執(zhí)行結(jié)束
8 task2:2022-10-31 17:53:52 開始執(zhí)行
8 task2:2022-10-31 17:53:52 執(zhí)行結(jié)束
9 task2:2022-10-31 17:53:54 開始執(zhí)行
9 task2:2022-10-31 17:53:54 執(zhí)行結(jié)束
10 task2:2022-10-31 17:53:56 開始執(zhí)行
10 task2:2022-10-31 17:53:56 執(zhí)行結(jié)束

task3：

啟動于：2022-10-31 17:53:22
1 task3:2022-10-31 17:53:27 開始執(zhí)行
1 task3:2022-10-31 17:53:27 執(zhí)行結(jié)束
2 task3:2022-10-31 17:53:29 開始執(zhí)行
2 task3:2022-10-31 17:53:29 執(zhí)行結(jié)束
3 task3:2022-10-31 17:53:42 開始執(zhí)行
3 task3:2022-10-31 17:53:53 執(zhí)行結(jié)束
4 task3:2022-10-31 17:53:55 開始執(zhí)行
4 task3:2022-10-31 17:53:55 執(zhí)行結(jié)束
5 task3:2022-10-31 17:53:57 開始執(zhí)行
5 task3:2022-10-31 17:53:57 執(zhí)行結(jié)束

從以上日志可以看出，task1和task2執(zhí)行是正常的，但是task3從第3次執(zhí)行開始出現(xiàn)錯誤。

task3第三次時間點正確時間應(yīng)該是17:53:31，而實際上被推遲到了17:53:42才開始。

從這點我們可以推測出，當(dāng)時2個線程都在執(zhí)行task1、task2的耗時11秒的第3次任務(wù)，導(dǎo)致task3被推遲。

因此，我們在使用ScheduledExecutorService調(diào)度多個任務(wù)時，應(yīng)注意盡可能縮短任務(wù)的處理耗時，以及避免任務(wù)數(shù)超出線程數(shù)。

五、其他要點

任務(wù)執(zhí)行過程中拋出異常會發(fā)生什么情況？

Timer內(nèi)部是單個線程處理所有任務(wù)，當(dāng)拋出異常時，Timer線程將終止運(yùn)行；

ScheduledExecutorService內(nèi)部是一個線程池，當(dāng)拋出異常時，此任務(wù)所在線程將會終止運(yùn)行被回收，該任務(wù)后續(xù)無法再觸發(fā)執(zhí)行，其他線程不受影響，因此編寫任務(wù)執(zhí)行代碼要注意捕獲異常。

以上就是一文搞懂Java ScheduledExecutorService的使用的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java ScheduledExecutorService的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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