Java定時任務(wù)Timer、TimerTask與ScheduledThreadPoolExecutor詳解
一、Timer和TimerTask
Timer和TimerTask可以作為線程實現(xiàn)的常見方式,JDK1.5之后定時任務(wù)推薦使用ScheduledThreadPoolExecutor。
1、快速入門
Timer運行在后臺,可以執(zhí)行任務(wù)一次,或定期執(zhí)行任務(wù)。TimerTask類繼承了Runnable接口,因此具備多線程的能力。
一個Timer可以調(diào)度任意多個TimerTask,所有任務(wù)都存儲在一個隊列中順序執(zhí)行,如果需要多個TimerTask并發(fā)執(zhí)行,則需要創(chuàng)建兩個多個Timer。
一個簡單使用Timer的例子如下:
import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; public class TimerTest { //被執(zhí)行的任務(wù)必須繼承TimerTask,并且實現(xiàn)run方法 static class MyTimerTask1 extends TimerTask { public void run() { System.out.println("爆炸?。。?); } } public static void main(String[] args) throws ParseException { Timer timer = new Timer(); //1、設(shè)定兩秒后執(zhí)行任務(wù) //timer.scheduleAtFixedRate(new MyTimerTask1(), 2000,1000); //2、設(shè)定任務(wù)在執(zhí)行時間執(zhí)行,本例設(shè)定時間13:57:00 SimpleDateFormat dateFormatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss"); Date time = dateFormatter.parse("2023/02/11 14:40:00"); timer.schedule(new MyTimerTask1(), time); } }
2、schedule與scheduleAtFixedRate使用方法
- schedule(TimerTask task, long delay, long period) --指定任務(wù)執(zhí)行延遲時間
- schedule(TimerTask task, Date time, long period) --指定任務(wù)執(zhí)行時刻
- scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
- scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)
3、schedule與scheduleAtFixedRate區(qū)別
1) schedule:
①注重任務(wù)執(zhí)行的平滑度,也就是說任務(wù)隊列中某個任務(wù)執(zhí)行延遲了某個時間,接下來的其余任務(wù)都會延遲相同時間,來最大限度的保證任務(wù)與任務(wù)之間的時間間隔的完整性;
②當程序指定開始時刻(Date time)小于當前系統(tǒng)時刻時,會立即執(zhí)行一次任務(wù),之后的任務(wù)開始執(zhí)行時間以當前時刻為標準,結(jié)合時間間隔計算得到;
例:計劃任務(wù)程序指定從2023/02/11 18:00:00開始每隔3分鐘執(zhí)行一次任務(wù)。如果該程序在18:00:00之前運行,則計劃任務(wù)程序分別會在18:00:00、18:03:00、18:06:00...等時間點執(zhí)行任務(wù);如果該程序在18:00:00之后運行,如在18:07:00時刻開始運行程序,計劃任務(wù)程序判斷指定開始執(zhí)行時刻18:00:00小于當前系統(tǒng)時刻,于是立即執(zhí)行一次任務(wù),接下來任務(wù)時間時刻分別為18:10:00、18:13:00、18:16:00...;而當使用scheduleAtFixedRate執(zhí)行計劃任務(wù)時,無論計劃任務(wù)程序在什么時候運行,所有任務(wù)執(zhí)行的次數(shù)都按照原計劃,不會因為程序執(zhí)行時刻的早晚而改變。而當程序運行時刻比計劃任務(wù)計劃首次執(zhí)行時間晚時,如同樣在18:07:00時刻開始執(zhí)行程序,則計劃任務(wù)程序會立馬計算程序執(zhí)行時刻晚于指定時刻,會立即執(zhí)行(18:07:00-18:00:00)/3+1=3次任務(wù)(代表18:00:00、18:03:00和18:06:00三個時刻執(zhí)行的任務(wù)),接下來任務(wù)執(zhí)行時刻是18:09:00、18:12:00等。
import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; public class TimerRateFix { public static void main(String[] args) throws ParseException { final SimpleDateFormat dateFormatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss"); Date startDate = dateFormatter.parse("2023/02/11 18:00:00"); Timer timer = new Timer(); timer.schedule(new TimerTask(){ public void run() { System.out.println("執(zhí)行任務(wù),當前時刻:" + dateFormatter.format(new Date())); } },startDate,3*60*1000); } }
③ 當執(zhí)行任務(wù)的時間間隔t1大于周期間隔t2時,下一次任務(wù)執(zhí)行時間點相對于上一次任務(wù)實際執(zhí)行完成的時間點,每個任務(wù)的執(zhí)行時間會延后,第n個計劃任務(wù)的實際執(zhí)行時間比預(yù)計要延后(t1-t2)*n個時間單位。
例:計劃任務(wù)程序指定從2023/02/11 18:00:00開始每隔5秒執(zhí)行一次任務(wù),每次任務(wù)執(zhí)行時間為6秒。當程序在18:00:00之前執(zhí)行時,schedule分別會在18:00:00、18:00:06、18:00:12...等時間點執(zhí)行計劃任務(wù),每隔時間點間隔6秒。原因是根據(jù)計劃,第一個計劃任務(wù)應(yīng)會在18:00:00執(zhí)行,第二個計劃任務(wù)應(yīng)會在18:00:05執(zhí)行,而在18:00:05時間點,第一個任務(wù)才執(zhí)行了5秒,還需要1秒才執(zhí)行結(jié)束,因此第二個任務(wù)不能執(zhí)行,于是等待1秒后在18:00:06時刻執(zhí)行,之后每個任務(wù)均如此,均比原定執(zhí)行時刻有延遲,每個任務(wù)時間間隔為6秒。當使用scheduleAtFixedRate執(zhí)行計劃任務(wù)時,第一個計劃任務(wù)在18:00:00時刻執(zhí)行,第二個會根據(jù)計劃在18:00:05執(zhí)行,第三個會在18:00:10執(zhí)行,每個任務(wù)執(zhí)行時間間隔為5秒,詳細執(zhí)行情況如下圖所示
圖1 schedule與scheduleAtFixedRate任務(wù)執(zhí)行區(qū)別
import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; public class TimerRateTest { public static void main(String[] args) throws ParseException { final SimpleDateFormat dateFormatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss"); Timer timer = new Timer(); Date time = dateFormatter.parse("2023/02/11 18:00:00"); //假設(shè)程序在2023/02/11 18:00:00之前啟動 //1、使用scheduleAtFixedRate,每個計劃任務(wù)執(zhí)行時間點嚴格為18:00:00、18:00:05、18:00:10...,當任務(wù)執(zhí)行時間大于時間間隔時可能會有并發(fā)情況 //2、使用schedule,每個計劃任務(wù)執(zhí)行時間點根據(jù)上一個任務(wù)執(zhí)行結(jié)束時間及時間間隔來計算 // 當任務(wù)執(zhí)行時間t1>時間間隔t2時,第N個計劃任務(wù)執(zhí)行時間點延遲為(t1-t2)*N,執(zhí)行時間點為18:00:00+t2*(N-1)+(t1-t2)*N // 當任務(wù)執(zhí)行時間t1<=時間間隔t2時,第N個計劃任務(wù)執(zhí)行時間點無延遲,執(zhí)行時間為原計劃 timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask(){ public void run() { try { //每個計劃任務(wù)執(zhí)行時間為6秒 Thread.sleep(6000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("結(jié)束當前任務(wù),當前時間:"+ dateFormatter.format(new Date())); } },time,5000); //計劃任務(wù)執(zhí)行時間間隔為5秒 } }
2)scheduleAtFixedRate:
①注重任務(wù)執(zhí)行的頻度,也就是說計劃任務(wù)程序開始執(zhí)行,每隔任務(wù)執(zhí)行的時間點就已經(jīng)確定,并不會因為某個任務(wù)的延遲而延遲執(zhí)行其他任務(wù),可以保證任務(wù)執(zhí)行的時間效率;
②當程序指定開始時刻(Date firstTime)小于當前系統(tǒng)時刻時,會立即執(zhí)行任務(wù),執(zhí)行次數(shù)為(當前系統(tǒng)時刻-指定開始時刻)/時間間隔,之后的任務(wù)開始執(zhí)行時刻與當前系統(tǒng)時刻無關(guān),仍按照程序指定開始時刻根據(jù)時間間隔計算得到;
③當執(zhí)行任務(wù)的時間間隔t1大于周期間隔t2時,下一次任務(wù)執(zhí)行時間點還是按照原定計劃不變,加入阻塞隊列,等待上一個任務(wù)完成,立即執(zhí)行;只要滿足周期就會加入阻塞隊列。
4、終止Timer線程
1) 調(diào)用Timer.cancle()方法。可以在程序任何地方調(diào)用,甚至在TimerTask中的run方法中調(diào)用;
2) 創(chuàng)建Timer時定義位daemon守護線程,使用new Timer(true)語句;
3) 設(shè)置Timer對象為null,其會自動終止;
4) 調(diào)用System.exit方法,整個程序終止。
5、Timer線程的缺點
1) Timer線程不會捕獲異常,所以TimerTask拋出的未檢查的異常會終止timer線程。如果Timer線程中存在多個計劃任務(wù),其中一個計劃任務(wù)拋出未檢查的異常,則會引起整個Timer線程結(jié)束,從而導(dǎo)致其他計劃任務(wù)無法得到繼續(xù)執(zhí)行?! ?/p>
2) Timer線程時基于絕對時間(如:2023/02/14 16:06:00),因此計劃任務(wù)對系統(tǒng)的時間的改變是敏感的。
3) Timer是單線程,如果某個任務(wù)很耗時,可能會影響其他計劃任務(wù)的執(zhí)行。
因此,JDK1.5以上建議使用ScheduledThreadPoolExecutor來代替Timer執(zhí)行計劃任務(wù)?! ?/p>
二、ScheduledThreadPoolExecutor
ScheduledThreadPoolExecutor是JDK1.5以后推出的類,用于實現(xiàn)定時、重復(fù)執(zhí)行的功能,官方文檔解釋要優(yōu)于Timer。
1、構(gòu)造方法
1)ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) 使用給定核心池大小創(chuàng)建一個新定定時線程池
2)ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize, ThreadFactorythreadFactory) 使用給定的初始參數(shù)創(chuàng)建一個新對象,可提供線程創(chuàng)建工廠
private final static ScheduledThreadPoolExecutor schedual = new ScheduledThreadPoolExecutor(1, new ThreadFactory() { private AtomicInteger atoInteger = new AtomicInteger(0); public Thread newThread(Runnable r) { Thread t = new Thread(r); t.setName("xxx-Thread "+ atoInteger.getAndIncrement()); return t; } });
2、調(diào)度方法
1)schedule(Callable callable, long delay, TimeUnit unit); 延遲delay時間后開始執(zhí)行callable
2)scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit); 延遲initialDelay時間后開始執(zhí)行command,并且按照period時間周期性重復(fù)調(diào)用,當任務(wù)執(zhí)行時間大于間隔時間時,之后的任務(wù)都會延遲,此時與Timer中的scheduleAtFixedRate方法類似。
3)scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit); 延遲initialDelay時間后開始執(zhí)行command,并且按照period時間周期性重復(fù)調(diào)用,這里的間隔時間delay是等上一個任務(wù)完全執(zhí)行完畢才開始計算。
圖2 ScheduledThreadPoolExecutor.scheduleWithFixedDelay與Timer.scheduleAtFixedRate任務(wù)執(zhí)行區(qū)別
3、與Timer相比,優(yōu)點
1) ScheduledThreadPoolExecutor線程會捕獲任務(wù)重的異常,即使多個計劃任務(wù)中存在某幾個計劃任務(wù)為捕獲異常的情況,也不會影響ScheduledThreadPoolExecutor總線程的工作,不會影響其他計劃任務(wù)的繼續(xù)執(zhí)行。
2)ScheduledThreadPoolExecutor是基于相對時間的,對系統(tǒng)時間的改變不敏感,但是如果執(zhí)行某一絕對時間(如2023/02/14 17:13:06)執(zhí)行任務(wù)(整秒 、整分執(zhí)行任務(wù)),可能不好執(zhí)行,此時可使用Timer。
3) ScheduledThreadPoolExecutor是線程池,如任務(wù)數(shù)過多或某些任務(wù)執(zhí)行時間較長,可自動分配更多的線程來執(zhí)行計劃任務(wù)。
總之,JDK1.5之后,計劃任務(wù)建議使用ScheduledThreadPoolExecutor。
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