Java之定时任务详解

  在我们编程过程中如果需要执行一些简单的定时任务,无须做复杂的控制,我们可以考虑使用JDK中的Timer定时任务来实现。下面就其原理、实例以及Timer缺陷三个方面来解析java Timer定时器。

  Java之定时任务详解

  在java中一个完整的定时任务需要由Timer,TimerTask两个类来配合完成。API中是这样定义它们的,Timer:一种工具,线程用其安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次,或者定期重复执行。我们可以这样理解Timer是一种定时器工具,用来在一个后台线程计划执行指定任务,而TimerTask一个抽象类,它的子类代表一个可以被Timer计划的任务。

  Timer类

  在工具类Timer中,提供了四个构造方法,每个构造方法都启动了计时器线程,同时Timer类可以保证多个线程可以共享单个Timer对象而无需进行外部同步,所以Timer类是线程安全的。但是由于每一个Timer对象对应的是单个后台线程,用于顺序执行所有的计时器任务,一般情况下我们的线程任务执行所消耗的时间应该非常短,但是由于特殊情况导致某个定时器任务执行的时间太长,那么他就会“独占”计时器的任务执行线程,其后的所有线程都必须等待它执行完,这就会延迟后续任务的执行,使这些任务堆积在一起,具体情况我们后面分析。

  当程序初始化完成Timer后,定时任务就会按照我们设定的时间去执行,Timer提供了schedule方法,该方法有多中重载方式来适应不同的情况,如下:

  schedule(TimerTask task, Date time):安排在指定的时间执行指定的任务。

  schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) :安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定延迟执行。

  schedule(TimerTask task, long delay) :安排在指定延迟后执行指定的任务。

  schedule(TimerTask task, long delay, long period) :安排指定的任务从指定的延迟后开始进行重复的固定延迟执行。

  同时也重载了scheduleAtFixedRate方法,scheduleAtFixedRate方法与schedule相同,只不过他们的侧重点不同,区别后面分析。

  scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period):安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定速率执行。

  scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period):安排指定的任务在指定的延迟后开始进行重复的固定速率执行。

  TmierTask类

  TimerTask类是一个抽象类,由Timer 安排为一次执行或重复执行的任务。它有一个抽象方法run()方法,该方法用于执行相应计时器任务要执行的操作。因此每一个具体的任务类都必须继承TimerTask,然后重写run()方法。

  另外它还有两个非抽象的方法:

  boolean cancel():取消此计时器任务。

  long scheduledExecutionTime():返回此任务最近实际执行的安排执行时间。

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  2.1.指定延迟时间执行定时任务

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  运行结果:首先打印:timer begin...3秒后打印:Time's up....

  2.2.在指定时间执行定时任务

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  当时间到达19:23:00时就会执行该线程任务,当然大于该时间也会执行!!

  运行结果: 

    设定时间time=Wed Jul 06 19:23:00 CST 2016开始执行任务
    正在执行任务....
    任务执行完成....
    任务完成时间Wed Jul 06 19:23:00 CST 2016

  2.3.在指定延迟时间后以指定的间隔时间

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  运行结果:

  本次执行该线程的时间为:Wed Jul 06 20:09:15 CST 2016
  本次执行该线程的时间为:Wed Jul 06 20:09:17 CST 2016
  本次执行该线程的时间为:Wed Jul 06 20:09:19 CST 2016

  ............

  对于这个线程任务,如果我们不将该任务停止,他会一直运行下去。

  对于上面三个实例,这里只是简单的演示了一下,同时也没有讲解scheduleAtFixedRate方法的例子,其实该方法与schedule方法一样!

  Java之定时任务详解

  3.1.Timer的缺陷

  Timer计时器可以定时(指定时间执行任务),延迟(延迟5s执行任务),周期性的执行任务(每隔1s执行任务)但是,Timer存在一些缺陷。首先Timer对调度的支持是基于绝对时间的,而不是相对时间,所以它对系统时间的改变非常的敏感。其次Timer线程是不会捕获异常的,如果TimerTask抛出了未检查异常则会导致Timer线程终止,同时Timer也不会重新恢复线程的执行,它会错误的为整个Timer线程都会取消。同时,已经被安排单尚未执行的TimerTask也不会再执行了,新的任务也不能被调度。故如果TimerTask抛出未检查的异常,Timer将会产生无法预料的行为。

  1、Timer管理时间延迟缺陷

  Timer在执行定时定时任务时只会创建一个线程任务,如果存在多个线程,若其中某个线程因为某种原因而导致线程任务执行时间过长,超过了两个任务的时间间隔,会发生一些缺陷:

  Java之定时任务详解

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  Java之定时任务详解

  运行结果:

  timerOne invoked ,the time:Thu Jul 07 13:18:05 CST 2016

  timerTwo invoked ,the time:Thu Jul 07 13:18:10 CST 2016

  按照我们正常思路,timerTwo应该是在3s后执行,其结果应该是:

  timerOne invoked ,the time:Thu Jul 07 13:18:05 CST 2016

  timerTwo invoked ,the time:Thu Jul 07 13:18:07 CST 2016

  但是事与愿违,timerOne由于sleep(5000),休眠了4S,同时Timer内部是一个线程,导致timeOne所需的时间超过了间隔时间。

  2、Timer抛出异常缺陷

  如果TimerTask抛出RuntimeException,Timer会终止所有任务的运行。如下:

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  运行结果:timerOne抛出异常,导致timerTwo任务终止。

  Java之定时任务详解

  对于Timer的缺陷,我们可以考虑用ScheduledThreadPoolExecutor来替代。Timer是基于绝对时间的,对系统时间比较敏感,而ScheduledThreadPoolExecutor则是基于相对时间的;Timer是内部单一线程,而ScheduledThreadPoolExecutor内部是一个线程池,所以可以支持多个任务并发执行。

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