java Timer（定時調用、實現固定時間執行）

最近需要用到定時調用的功能。可以通過java的Timer類來進行定時調用，下面是有關Timer的一些相關知識。

　　其實就Timer來講就是一個調度器,而TimerTask呢只是一個實現了run方法的一個類,而具體的TimerTask需要由你自己來實現,例如這樣:

 

Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
        public void run() {
            System.out.println("11232");
        }
}, 200000 , 1000);

 

 

　　這里直接實現一個TimerTask(當然，你可以實現多個TimerTask，多個TimerTask可以被一個Timer會被分配到多個 Timer中被調度，后面會說到Timer的實現機制就是說內部的調度機制)，然后編寫run方法，20s后開始執行，每秒執行一次，當然你通過一個 timer對象來操作多個timerTask，其實timerTask本身沒什么意義，只是和timer集合操作的一個對象，實現它就必然有對應的run 方法，以被調用，他甚至於根本不需要實現Runnable，因為這樣往往混淆視聽了，為什么呢？也是本文要說的重點。

　　在說到timer的原理時，我們先看看Timer里面的一些常見方法：

1、這個方法是調度一個task，經過delay(ms)后開始進行調度，僅僅調度一次。

    public void schedule(TimerTask task, long delay)

 

2、在指定的時間點time上調度一次。

public void schedule(TimerTask task, Date time)

 

3、這個方法是調度一個task，在delay（ms）后開始調度，每次調度完后，最少等待period（ms）后才開始調度。

public void schedule(TimerTask task, long delay, long period)

 

4、和上一個方法類似，唯一的區別就是傳入的第二個參數為第一次調度的時間。

public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)

 

5、調度一個task，在delay(ms)后開始調度，然后每經過period(ms)再次調度， 貌似和方法：schedule是一樣的，其實不然，后面你會根據源碼看到，schedule在計算下一次執行的時間的時候，是通過當前時間（在任務執行前得到） + 時間片，而 scheduleAtFixedRate方法是通過當前需要執行的時間（也就是計算出現在應該執行的時間）+ 時間片，前者是運行的實際時間，而后者是理論時間點，例如： schedule時間片是5s，那么理論上會在 5、10、15、20這些時間片被調度，但是如果由於某些CPU征用導致未被調度，假如等到第8s才被第一次調度，那么 schedule方法計算出來的下一次時間應該是第13s而不是第10s，這樣有可能下次就越到20s后而 被少調度一次或多次，而 scheduleAtFixedRate方法就是每次理論計算出下一次需要調度的時間用以排序，若第8s被調度，那么計算出應該是第10s，所以它距離當前時間是2s，那么再調度隊列排序中，會被優先調度，那么就 盡量減少漏掉調度的情況。

public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)

 

6、方法同上，唯一的區別就是第一次調度時間設置為一個Date時間，而不是當前時間的一個時間片，我們在源碼中會詳細說明這些內容。

public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime,long period)

 

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源碼部分

 

 

首先看Timer的 構造方法有幾種：

構造方法1： 無參構造方法，簡單通過Tiemer為前綴構造一個線程名稱：

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

 　　創建的線程不為主線程，則主線程結束后，timer自動結束，而無需使用cancel來完成對timer的結束。

 

構造方法2： 傳入了是否為后台線程，后台線程當且僅當進程結束時，自動注銷掉。

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

 　　另外兩個構造方法負責傳入名稱和將timer啟動：

public Timer(String name, boolean isDaemon) {
      thread.setName(name);
      thread.setDaemon(isDaemon);
      thread.start();
  }

 　　這里有一個thread，這個thread很明顯是一個線程，被包裝在了Timer類中，我們看下這個thread的定義是：

private TimerThread thread = new TimerThread(queue);

 

　　而定義TimerThread部分的是：

而定義TimerThread部分的是：

 　　看到這里知道了，Timer內部包裝了一個線程，用來做獨立於外部線程的調度，而TimerThread是一個default類型的，默認情況下是引用不到的，是被Timer自己所使用的。

 

 

　　接下來看下有那些屬性

　　除了上面提到的thread，還有一個很重要的屬性是：

private TaskQueue queue = new TaskQueue();

 　　看名字就知道是一個隊列，隊列里面可以先猜猜看是什么，那么大概應該是我要調度的任務吧，先記錄下了，接下來繼續向下看：

　　里面還有一個屬性是：threadReaper， 它是Object類型，只是重寫了finalize方法而已，是為了垃圾回收的時候，將相應的信息回收掉，做GC的回補，也就是當timer線程由於某種 原因死掉了，而未被cancel，里面的隊列中的信息需要清空掉，不過我們通常是不會考慮這個方法的，所以知道java寫這個方法是干什么的就行了。

 

　　接下來看調度方法的實現：

　　對於上面6個調度方法，我們不做一一列舉，為什么等下你就知道了：

　　來看下方法：

public void schedule(TimerTask task, long delay)

 　　的源碼如下：

 public void schedule(TimerTask task, long delay) {
        if (delay < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
        sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, 0);
    }

 　　這里調用了另一個方法，將task傳入，第一個參數傳入System.currentTimeMillis()+delay可見為第一次需要執行的時間的 時間點了（如果傳入Date，就是對象.getTime()即可，所以傳入Date的幾個方法就不用多說了），而第三個參數傳入了0，這里可以猜下要么是 時間片，要么是次數啥的，不過等會就知道是什么了；另外關於方法：sched的內容我們不着急去看他，先看下重載的方法中是如何做的

 

　　再看看方法：

public void schedule(TimerTask task, long delay,long period)

 　　源碼為：

public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) {
        if (delay < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
        if (period <= 0)
            throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
        sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, -period);
    }

 　　看來也調用了方法sched來完成調度，和上面的方法唯一的調度時候的區別是增加了傳入的period，而第一個傳入的是0，所以確定這個參數為時間片， 而不是次數，注意這個里的period加了一個負數，也就是取反，也就是我們開始傳入1000，在調用sched的時候會變成-1000，其實最終閱讀完 源碼后你會發現這個算是老外對於一種數字的理解，而並非有什么特殊的意義，所以閱讀源碼的時候也有這些困難所在。

 

　　最后再看個方法是：

public void scheduleAtFixedRate(TimerTasktask,long delay,long period)

 　　源碼為：

public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period) {
       if (delay < 0)
           throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
       if (period <= 0)
           throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
       sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, period);
   }

 　　唯一的區別就是在period沒有取反，其實你最終閱讀完源碼，上面的取反沒有什么特殊的意義，老外不想增加一個參數來表示 scheduleAtFixedRate，而scheduleAtFixedRate和schedule的大部分邏輯代碼一致，因此用了參數的范圍來作為 區分方法，也就是當你傳入的參數不是正數的時候，你調用schedule方法正好是得到scheduleAtFixedRate的功能，而調用 scheduleAtFixedRate方法的時候得到的正好是schedule方法的功能，呵呵，這些討論沒什么意義，討論實質和重點：

 　　來看sched方法的實現體：

private void sched(TimerTask task, long time, long period) {
        if (time < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal execution time.");
 
        synchronized(queue) {
            if (!thread.newTasksMayBeScheduled)
                throw new IllegalStateException("Timer already cancelled.");
 
            synchronized(task.lock) {
                if (task.state != TimerTask.VIRGIN)
                    throw new IllegalStateException(
                        "Task already scheduled or cancelled");
                task.nextExecutionTime = time;
                task.period = period;
                task.state = TimerTask.SCHEDULED;
            }
 
            queue.add(task);
            if (queue.getMin() == task)
                queue.notify();
        }
    }

 　　queue為一個隊列，我們先不看他數據結構，看到他在做這個操作的時候，發生了同步，所以在timer級別，這個是線程安全的，最后將task相關的參數賦值，主要包含nextExecutionTime（下一次執行時間），period（時間片），state（狀態），然后將它放入queue隊列中，做一次notify操作，為什么要做notify操作呢？看了后面的代碼你就知道了。

 

　　簡言之，這里就是講task放入隊列queue的過程，此時，你可能對queue的結構有些興趣，那么我們先來看看queue屬性的結構TaskQueue：

class TaskQueue {
 
    private TimerTask[] queue = new TimerTask[128];
 
    private int size = 0;

 　　可見，TaskQueue的結構很簡單，為一個數組，加一個size，有點像ArrayList，是不是長度就128呢，當然不 是，ArrayList可以擴容，它可以，只是會造成內存拷貝而已，所以一個Timer來講，只要內部的task個數不超過128是不會造成擴容的；內部 提供了add(TimerTask)、size()、getMin()、get(int)、removeMin()、quickRemove(int)、 rescheduleMin(long newTime)、isEmpty()、clear()、fixUp()、fixDown()、heapify()；

　　　

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實踐部分：

 

1、通過繼承TimerTask的方式實現

　　必須重寫run方法.

public class MyTask extends TimerTask
{

    @Override
    public void run()
    {
        SimpleDateFormat sdf = null;
        sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
        System.out.println("當前時間：" + sdf.format(new Date()));
        
    }
    
}

 

public class TestTask
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Timer t = new Timer(); // 建立Timer對象
        MyTask task = new MyTask(); //定義任務
        t.schedule(task, 1000,2000);//設置任務的執行，1秒后開始，每2秒執行一次
        
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        cal.set(Calendar.MINUTE, 30);
        
        t.schedule(task, cal.getTime() , 2000);

        
    }
}

 

 

2、通過匿名內部類實現

Timer timer = new Timer();  
        timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {  
                public void run() {  
                    
                    System.out.println("abc");  
                }  
        }, 1000 , 1000);

　　

原文地址：https://www.cnblogs.com/0201zcr/p/4703061.html

 

 

另，關於timer基本的demo使用，可以參考我的github，上面有專門的一個項目講解，地址：https://github.com/liuzhihu/TimedTask1.git