java timer 定時器

以下內容根據 The JavaTM Tutorial 和相關API doc翻譯整理，以供日后參考：
1.概覽
Timer是一種定時器工具，用來在一個后台線程計划執行指定任務。它可以計划執行一個任務一次或反復多次。
TimerTask一個抽象類，它的子類代表一個可以被Timer計划的任務。

簡單的一個例程：

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

/**
* Simple demo that uses java.util.Timer to schedule a task to execute
* once 5 seconds have passed.
*/

public class Reminder {
    Timer timer;

    public Reminder(int seconds) {
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new RemindTask(), seconds*1000);
    }

    class RemindTask extends TimerTask {
        public void run() {
            System.out.println("Time's up!");
            timer.cancel(); //Terminate the timer thread
        }
    }

    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("About to schedule task.");
        new Reminder(5);
        System.out.println("Task scheduled.");
    }
}

運行這個小例子，你會首先看到：

About to schedule task.

5秒鍾之后你會看到：

Time's up!

這個小例子可以說明一些用Timer線程實現和計划執行一個任務的基礎步驟：

實現自定義的TimerTask的子類，run方法包含要執行的任務代碼，在這個例子里，這個子類就是RemindTask。
實例化Timer類，創建計時器后台線程。
實例化任務對象 (new RemindTask()). 
制定執行計划。這里用schedule方法，第一個參數是TimerTask對象，第二個參數表示開始執行前的延時時間（單位是milliseconds，這里定義了5000）。還有一種方法可以指定任務的執行時間，如下例，指定任務在11:01 p.m.執行：
 //Get the Date corresponding to 11:01:00 pm today.
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 23);
calendar.set(Calendar.MINUTE, 1);
calendar.set(Calendar.SECOND, 0);
Date time = calendar.getTime();

timer = new Timer();
timer.schedule(new RemindTask(), time); 

2.終止Timer線程
默認情況下，只要一個程序的timer線程在運行，那么這個程序就會保持運行。當然，你可以通過以下四種方法終止一個timer線程：


調用timer的cancle方法。你可以從程序的任何地方調用此方法，甚至在一個timer task的run方法里。
讓timer線程成為一個daemon線程（可以在創建timer時使用new Timer(true)達到這個目地），這樣當程序只有daemon線程的時候，它就會自動終止運行。 
當timer相關的所有task執行完畢以后，刪除所有此timer對象的引用（置成null），這樣timer線程也會終止。 
調用System.exit方法，使整個程序（所有線程）終止。 
Reminder 的例子使用了第一種方式。在這里不能使用第二種方式，因為這里需要程序保持運行直到timer的任務執行完成，如果設成daemon，那么當main線程 結束的時候，程序只剩下timer這個daemon線程，於是程序不會等timer線程執行task就終止了。

有些時候，程序的終止與 否 並不只與timer線程有關。舉個例子，如果我們使用AWT來beep，那么AWT會自動創建一個非daemon線程來保持程序的運行。下面的代碼我們對 Reminder做了修改，加入了beeping功能，於是我們需要加入System.exit的調用來終止程序。

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.awt.Toolkit;

/**
* Simple demo that uses java.util.Timer to schedule a task to execute
* once 5 seconds have passed.
*/

public class ReminderBeep {
    Toolkit toolkit;
    Timer timer;

    public ReminderBeep(int seconds) {
        toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new RemindTask(), seconds*1000);
    }

    class RemindTask extends TimerTask {
        public void run() {
            System.out.println("Time's up!");
    toolkit.beep();
    //timer.cancel(); //Not necessary because we call System.exit
    System.exit(0);   //Stops the AWT thread (and everything else)
        }
    }

    public static void main(String args[]) {
System.out.println("About to schedule task.");
        new ReminderBeep(5);
System.out.println("Task scheduled.");
    }
}

3.反復執行一個任務

先看一個例子：

public class AnnoyingBeep  {
    Toolkit toolkit;
    Timer timer;

    public AnnoyingBeep() {
        toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new RemindTask(),
               0,        //initial delay
               1*1000);  //subsequent rate
    }

    class RemindTask extends TimerTask {
        int numWarningBeeps = 3;

        public void run() {
            if (numWarningBeeps > 0) {
                toolkit.beep();
                System.out.println("Beep!");
                numWarningBeeps--;
            } else {
                toolkit.beep(); 
                System.out.println("Time's up!");
                //timer.cancel(); //Not necessary because we call System.exit
                System.exit(0);   //Stops the AWT thread (and everything else)
            }
        }
    }
    ...
}

執行，你會看到如下輸出：

Task scheduled.
Beep!      
Beep!      //one second after the first beep
Beep!      //one second after the second beep
Time's up! //one second after the third beep

這里使用了三個參數的schedule方法用來指定task每隔一秒執行一次。如下所列為所有Timer類用來制定計划反復執行task的方法 ： 
schedule(TimerTask task, long delay, long period) 
schedule(TimerTask task, Date time, long period) 
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period) 
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period) 
當 計划反復執行的任務時，如果你注重任務執行的平滑度，那么請使用schedule方法，如果你在乎的是任務的執行頻度那么使用 scheduleAtFixedRate方法。 例如，這里使用了schedule方法，這就意味着所有beep之間的時間間隔至少為1秒，也就是說，如 果有一個beap因為某種原因遲到了（未按計划執行），那么余下的所有beep都要延時執行。如果我們想讓這個程序正好在3秒以后終止，無論哪一個 beep因為什么原因被延時，那么我們需要使用scheduleAtFixedRate方法，這樣當第一個beep遲到時，那么后面的beep就會以最快 的速度緊密執行（最大限度的壓縮間隔時間）。

4.進一步分析schedule和scheduleAtFixedRate


（1） 2個參數的schedule在制定任務計划時， 如果指定的計划執行時間scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，則task會被立即執行。scheduledExecutionTime不會因為某一個task的過度執行而改變。
（2） 3個參數的schedule在制定反復執行一個task的計划時，每一次執行這個task的計划執行時間隨着前一次的實際執行時間而變，也就是 scheduledExecutionTime(第n+1次)=realExecutionTime(第n次)+periodTime。也就是說如果第n 次執行task時，由於某種原因這次執行時間過長，執行完后的systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(第n+1次)，則此時不做時隔等待，立即執行第n+1次task，而接下來的第n+2次task的 scheduledExecutionTime(第n+2次)就隨着變成了realExecutionTime(第n+1次)+periodTime。說 白了，這個方法更注重保持間隔時間的穩定。
（3）3個參數的scheduleAtFixedRate在制定反復執行一個task的計划時，每一 次 執行這個task的計划執行時間在最初就被定下來了，也就是scheduledExecutionTime(第n次)=firstExecuteTime +n*periodTime；如果第n次執行task時，由於某種原因這次執行時間過長，執行完后的systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(第n+1次)，則此時不做period間隔等待，立即執行第n+1次task，而接下來的第n+2次的 task的scheduledExecutionTime(第n+2次)依然還是firstExecuteTime+（n+2)*periodTime這 在第一次執行task就定下來了。說白了，這個方法更注重保持執行頻率的穩定。