詳解java定時任務

在我們編程過程中如果需要執行一些簡單的定時任務，無須做複雜的控制，我們可以考慮使用JDK中的Timer定時任務來實現。下面LZ就其原理、實例以及Timer缺陷三個方面來解析java Timer定時器。

一、簡介

在java中一個完整定時任務需要由Timer、TimerTask兩個類來配合完成。 API中是這樣定義他們的，Timer：一種工具，線程用其安排以後在後臺線程中執行的任務。可安排任務執行一次，或者定期重複執行。由TimerTask：Timer 安排爲一次執行或重複執行的任務。我們可以這樣理解Timer是一種定時器工具，用來在一個後臺線程計劃執行指定任務，而TimerTask一個抽象類，它的子類代表一個可以被Timer計劃的任務。

Timer類

在工具類Timer中，提供了四個構造方法，每個構造方法都啓動了計時器線程，同時Timer類可以保證多個線程可以共享單個Timer對象而無需進行外部同步，所以Timer類是線程安全的。但是由於每一個Timer對象對應的是單個後臺線程，用於順序執行所有的計時器任務，一般情況下我們的線程任務執行所消耗的時間應該非常短，但是由於特殊情況導致某個定時器任務執行的時間太長，那麼他就會“獨佔”計時器的任務執行線程，其後的所有線程都必須等待它執行完，這就會延遲後續任務的執行，使這些任務堆積在一起，具體情況我們後面分析。

當程序初始化完成Timer後，定時任務就會按照我們設定的時間去執行，Timer提供了schedule方法，該方法有多中重載方式來適應不同的情況，如下：

schedule(TimerTask task, Date time)：安排在指定的時間執行指定的任務。

schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) ：安排指定的任務在指定的時間開始進行重複的固定延遲執行。

schedule(TimerTask task, long delay) ：安排在指定延遲後執行指定的任務。

schedule(TimerTask task, long delay, long period) ：安排指定的任務從指定的延遲後開始進行重複的固定延遲執行。

同時也重載了scheduleAtFixedRate方法，scheduleAtFixedRate方法與schedule相同，只不過他們的側重點不同，區別後面分析。

scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：安排指定的任務在指定的時間開始進行重複的固定速率執行。

scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)：安排指定的任務在指定的延遲後開始進行重複的固定速率執行。

TimerTask

TimerTask類是一個抽象類，由Timer 安排爲一次執行或重複執行的任務。它有一個抽象方法run()方法，該方法用於執行相應計時器任務要執行的操作。因此每一個具體的任務類都必須繼承TimerTask，然後重寫run()方法。

另外它還有兩個非抽象的方法：

boolean cancel()：取消此計時器任務。

long scheduledExecutionTime()：返回此任務最近實際執行的安排執行時間。

二、實例

2.1、指定延遲時間執行定時任務

public class TimerTest01 {
    Timer timer;
    public TimerTest01(int time){
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTaskTest01(), time * 1000);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("timer begin....");
        new TimerTest01(3);
    }
}

public class TimerTaskTest01 extends TimerTask{

    public void run() {
        System.out.println("Time's up!!!!");
    }
}

運行結果：

首先打印：timer begin....

3秒後打印：Time's up!!!!

2.2、在指定時間執行定時任務

public class TimerTest02 {
    Timer timer;
    
    public TimerTest02(){
        Date time = getTime();
        System.out.println("指定時間time=" + time);
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTaskTest02(), time);
    }
    
    public Date getTime(){
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 11);
        calendar.set(Calendar.MINUTE, 39);
        calendar.set(Calendar.SECOND, 00);
        Date time = calendar.getTime();
        
        return time;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new TimerTest02();
    }
}

public class TimerTaskTest02 extends TimerTask{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("指定時間執行線程任務...");
    }
}

當時間到達11:39:00時就會執行該線程任務，當然大於該時間也會執行！！執行結果爲：

指定時間time=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014
指定時間執行線程任務...

2.3、在延遲指定時間後以指定的間隔時間循環執行定時任務

public class TimerTest03 {
    Timer timer;
    
    public TimerTest03(){
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTaskTest03(), 1000, 2000);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new TimerTest03();
    }
}

public class TimerTaskTest03 extends TimerTask{

    @Override
    public void run() {
        Date date = new Date(this.scheduledExecutionTime());
        System.out.println("本次執行該線程的時間爲：" + date);
    }
}

運行結果:

本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014
本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014
本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014
本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014
本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014
本次執行該線程的時間爲：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014
.................

對於這個線程任務,如果我們不將該任務停止,他會一直運行下去。

對於上面三個實例，LZ只是簡單的演示了一下，同時也沒有講解scheduleAtFixedRate方法的例子，其實該方法與schedule方法一樣！

2.4、分析schedule和scheduleAtFixedRate

1、schedule(TimerTask task, Date time)、schedule(TimerTask task, long delay)

對於這兩個方法而言，如果指定的計劃執行時間scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，則task會被立即執行。scheduledExecutionTime不會因爲某一個task的過度執行而改變。

2、schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)、schedule(TimerTask task, long delay, long period)

這兩個方法與上面兩個就有點兒不同的，前面提過Timer的計時器任務會因爲前一個任務執行時間較長而延時。在這兩個方法中，每一次執行的task的計劃時間會隨着前一個task的實際時間而發生改變，也就是scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是說如果第n個task由於某種情況導致這次的執行時間過程，最後導致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，這是第n+1個task並不會因爲到時了而執行，他會等待第n個task執行完之後再執行，那麼這樣勢必會導致n+2個的執行實現scheduledExecutionTime放生改變即scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。所以這兩個方法更加註重保存間隔時間的穩定。

3、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)

在前面也提過scheduleAtFixedRate與schedule方法的側重點不同，schedule方法側重保存間隔時間的穩定，而scheduleAtFixedRate方法更加側重於保持執行頻率的穩定。爲什麼這麼說，原因如下。在schedule方法中會因爲前一個任務的延遲而導致其後面的定時任務延時，而scheduleAtFixedRate方法則不會，如果第n個task執行時間過長導致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，則不會做任何等待他會立即執行第n+1個task，所以scheduleAtFixedRate方法執行時間的計算方法不同於schedule，而是scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，該計算方法永遠保持不變。所以scheduleAtFixedRate更加側重於保持執行頻率的穩定。

三、Timer的缺陷

3.1、Timer的缺陷

Timer計時器可以定時（指定時間執行任務）、延遲（延遲5秒執行任務）、週期性地執行任務（每隔個1秒執行任務），但是，Timer存在一些缺陷。首先Timer對調度的支持是基於絕對時間的，而不是相對時間，所以它對系統時間的改變非常敏感。其次Timer線程是不會捕獲異常的，如果TimerTask拋出的了未檢查異常則會導致Timer線程終止，同時Timer也不會重新恢復線程的執行，他會錯誤的認爲整個Timer線程都會取消。同時，已經被安排單尚未執行的TimerTask也不會再執行了，新的任務也不能被調度。故如果TimerTask拋出未檢查的異常，Timer將會產生無法預料的行爲。

1、Timer管理時間延遲缺陷

前面Timer在執行定時任務時只會創建一個線程任務，如果存在多個線程，若其中某個線程因爲某種原因而導致線程任務執行時間過長，超過了兩個任務的間隔時間，會發生一些缺陷：

public class TimerTest04 {
    private Timer timer;
    public long start;   
    
    public TimerTest04(){
        this.timer = new Timer();
        start = System.currentTimeMillis();
    }
    
    public void timerOne(){
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                System.out.println("timerOne invoked ,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
                try {
                    Thread.sleep(4000);    //線程休眠3000
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, 1000);
    }
    
    public void timerTwo(){
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                System.out.println("timerOne invoked ,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
            }
        }, 3000);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        TimerTest04 test = new TimerTest04();
        
        test.timerOne();
        test.timerTwo();
    }
}

按照我們正常思路，timerTwo應該是在3s後執行，其結果應該是：

timerOne invoked ,the time:1001
timerOne invoked ,the time:3001

但是事與願違，timerOne由於sleep(4000)，休眠了4S，同時Timer內部是一個線程，導致timeOne所需的時間超過了間隔時間，結果：

timerOne invoked ,the time:1000
timerOne invoked ,the time:5000

2、Timer拋出異常缺陷

如果TimerTask拋出RuntimeException，Timer會終止所有任務的運行。如下：

public class TimerTest04 {
    private Timer timer;
    
    public TimerTest04(){
        this.timer = new Timer();
    }
    
    public void timerOne(){
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                throw new RuntimeException();
            }
        }, 1000);
    }
    
    public void timerTwo(){
        timer.schedule(new TimerTask() {
            
            public void run() {
                System.out.println("我會不會執行呢？？");
            }
        }, 1000);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        TimerTest04 test = new TimerTest04();
        test.timerOne();
        test.timerTwo();
    }
}

運行結果：timerOne拋出異常，導致timerTwo任務終止。

Exception in thread "Timer-0" java.lang.RuntimeException
    at com.chenssy.timer.TimerTest04$1.run(TimerTest04.java:25)
    at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:555)
    at java.util.TimerThread.run(Timer.java:505)

對於Timer的缺陷，我們可以考慮 ScheduledThreadPoolExecutor 來替代。Timer是基於絕對時間的，對系統時間比較敏感，而ScheduledThreadPoolExecutor 則是基於相對時間；Timer是內部是單一線程，而ScheduledThreadPoolExecutor內部是個線程池，所以可以支持多個任務併發執行。

3.2、用ScheduledExecutorService替代Timer

1、解決問題一：

public class ScheduledExecutorTest {
    private  ScheduledExecutorService scheduExec;
    
    public long start;
    
    ScheduledExecutorTest(){
        this.scheduExec =  Executors.newScheduledThreadPool(2);  
        this.start = System.currentTimeMillis();
    }
    
    public void timerOne(){
        scheduExec.schedule(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("timerOne,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
                try {
                    Thread.sleep(4000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
    
    public void timerTwo(){
        scheduExec.schedule(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("timerTwo,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
            }
        },2000,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorTest test = new ScheduledExecutorTest();
        test.timerOne();
        test.timerTwo();
    }
}

運行結果：

timerOne,the time:1003
timerTwo,the time:2005

2、解決問題二

public class ScheduledExecutorTest {
    private  ScheduledExecutorService scheduExec;
    
    public long start;
    
    ScheduledExecutorTest(){
        this.scheduExec =  Executors.newScheduledThreadPool(2);  
        this.start = System.currentTimeMillis();
    }
    
    public void timerOne(){
        scheduExec.schedule(new Runnable() {
            public void run() {
                throw new RuntimeException();
            }
        },1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
    
    public void timerTwo(){
        scheduExec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("timerTwo invoked .....");
            }
        },2000,500,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorTest test = new ScheduledExecutorTest();
        test.timerOne();
        test.timerTwo();
    }
}

運行結果：

timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
........................

參考文獻:http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/27109467

詳解java定時任務

一、簡介

二、實例

2.1、指定延遲時間執行定時任務

2.2、在指定時間執行定時任務

2.3、在延遲指定時間後以指定的間隔時間循環執行定時任務

2.4、分析schedule和scheduleAtFixedRate

三、Timer的缺陷

3.1、Timer的缺陷

3.2、用ScheduledExecutorService替代Timer

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