JDK中的Timer和TimerTask詳解

目錄結構：

• Timer和TimerTask
• 一個Timer調度的例子
  
• 如何終止Timer線程
• 關於cancle方式終止線程
• 反復執行一個任務
• schedule VS. scheduleAtFixedRate
• 一些注意點

1. Timer和TimerTask

　　Timer是jdk中提供的一個定時器工具，使用的時候會在主線程之外起一個單獨的線程執行指定的計划任務，可以指定執行一次或者反復執行多次。

　　TimerTask是一個實現了Runnable接口的抽象類，代表一個可以被Timer執行的任務。

2. 一個Timer調度的例子

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

public class TestTimer {
    
    public static void main(String args[]){
        System.out.println("About to schedule task.");
        new Reminder(3);
        System.out.println("Task scheduled.");
    }
    
    public static class Reminder{
        Timer timer;
        
        public Reminder(int sec){
            timer = new Timer();
            timer.schedule(new TimerTask(){
                public void run(){
                    System.out.println("Time's up!");
                    timer.cancel();
                }
            }, sec*1000);
        }
    } 
}

運行之后，在console會首先看到：

About to schedule task.
Task scheduled.

然后3秒鍾后，看到

Time's up!

從這個例子可以看出一個典型的利用timer執行計划任務的過程如下：

• new一個TimerTask的子類，重寫run方法來指定具體的任務，在這個例子里，我用匿名內部類的方式來實現了一個TimerTask的子類
• new一個Timer類，Timer的構造函數里會起一個單獨的線程來執行計划任務。jdk的實現代碼如下：

    public Timer() {
        this("Timer-" + serialNumber());
    }

    public Timer(String name) {
        thread.setName(name);
        thread.start();
    }

• 調用相關調度方法執行計划。這個例子調用的是schedule方法。
• 任務完成，結束線程。這個例子是調用cancel方法結束線程。

3. 如何終止Timer線程

　　默認情況下，創建的timer線程會一直執行，主要有下面四種方式來終止timer線程：

• 調用timer的cancle方法
• 把timer線程設置成daemon線程，（new Timer(true)創建daemon線程），在jvm里，如果所有用戶線程結束，那么守護線程也會被終止，不過這種方法一般不用。
• 當所有任務執行結束后，刪除對應timer對象的引用，線程也會被終止。
• 調用System.exit方法終止程序

4. 關於cancle方式終止線程

這種方式終止timer線程，jdk的實現比較巧妙，稍微說一下。

首先看cancle方法的源碼：

    public void cancel() {
        synchronized(queue) {
            thread.newTasksMayBeScheduled = false;
            queue.clear();
            queue.notify();  // In case queue was already empty.
        }
    }

沒有顯式的線程stop方法，而是調用了queue的clear方法和queue的notify方法，clear是個自定義方法，notify是Objec自帶的方法，很明顯是去喚醒wait方法的。

再看clear方法：

    void clear() {
        // Null out task references to prevent memory leak
        for (int i=1; i<=size; i++)
            queue[i] = null;

        size = 0;
    }

clear方法很簡單，就是去清空queue，queue是一個TimerTask的數組，然后把queue的size重置成0，變成empty.還是沒有看到顯式的停止線程方法，回到最開始new Timer的時候，看看new Timer代碼：

1     public Timer() {
2         this("Timer-" + serialNumber());
3     }
4 
5     public Timer(String name) {
6         thread.setName(name);
7         thread.start();
8     }

看看這個內部變量thread:

    /**
     * The timer thread.
     */
    private TimerThread thread = new TimerThread(queue);

不是原生的Thread,是自定義的類TimerThread.這個類實現了Thread類，重寫了run方法，如下：

    public void run() {
        try {
            mainLoop();
        } finally {
            // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
            synchronized(queue) {
                newTasksMayBeScheduled = false;
                queue.clear();  // Eliminate obsolete references
            }
        }
    }

最后是這個mainLoop方法，這方法比較長，截取開頭一段：

    private void mainLoop() {
        while (true) {
            try {
                TimerTask task;
                boolean taskFired;
                synchronized(queue) {
                    // Wait for queue to become non-empty
                    while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
                        queue.wait();
                    if (queue.isEmpty())
                        break; // Queue is empty and will forever remain; die

可以看到wait方法，之前的notify就是通知到這個wait，然后clear方法在notify之前做了清空數組的操作，所以會break，線程執行結束，退出。

5. 反復執行一個任務

通過調用三個參數的schedule方法實現，最后一個參數是執行間隔，單位毫秒。

6. schedule VS. scheduleAtFixedRate

這兩個方法都是任務調度方法，他們之間區別是，schedule會保證任務的間隔是按照定義的period參數嚴格執行的，如果某一次調度時間比較長，那么后面的時間會順延，保證調度間隔都是period,而scheduleAtFixedRate是嚴格按照調度時間來的，如果某次調度時間太長了，那么會通過縮短間隔的方式保證下一次調度在預定時間執行。舉個栗子：你每個3秒調度一次，那么正常就是0,3,6,9s這樣的時間，如果第二次調度花了2s的時間，如果是schedule，就會變成0,3+2,8,11這樣的時間，保證間隔，而scheduleAtFixedRate就會變成0,3+2,6,9，壓縮間隔，保證調度時間。

7. 一些注意點

• 每一個Timer僅對應唯一一個線程。
• Timer不保證任務執行的十分精確。
• Timer類的線程安全的。