Java 多线程之Timer与ScheduledExecutorService

2023-08-08 11:16:40

1、Timer管理延时任务的缺陷

a、以前在项目中也经常使用定时器，比如每隔一段时间清理项目中的一些垃圾文件，每个一段时间进行数据清洗；然而Timer是存在一些缺陷的，因为Timer在执行定时任务时只会创建一个线程，所以如果存在多个任务，且任务时间过长，超过了两个任务的间隔时间，会发生一些缺陷：下面看例子：

Timer的源码：

  1. public class Timer {
  2. /**
  3. * The timer task queue.  This data structure is shared with the timer
  4. * thread.  The timer produces tasks, via its various schedule calls,
  5. * and the timer thread consumes, executing timer tasks as appropriate,
  6. * and removing them from the queue when they're obsolete.
  7. */
  8. private TaskQueue queue = new TaskQueue();
  9. /**
  10. * The timer thread.
  11. */
  12. private TimerThread thread = new TimerThread(queue);

TimerThread是Thread的子类，可以看出内部只有一个线程。下面看个例子:

  1. package com.zhy.concurrency.timer;
  2. import java.util.Timer;
  3. import java.util.TimerTask;
  4. public class TimerTest
  5. {
  6. private static long start;
  7. public static void main(String[] args) throws Exception
  8. {
  9. TimerTask task1 = new TimerTask()
  10. {
  11. @Override
  12. public void run()
  13. {
  14. System.out.println("task1 invoked ! "
  15. + (System.currentTimeMillis() - start));
  16. try
  17. {
  18. Thread.sleep(3000);
  19. } catch (InterruptedException e)
  20. {
  21. e.printStackTrace();
  22. }
  23. }
  24. };
  25. TimerTask task2 = new TimerTask()
  26. {
  27. @Override
  28. public void run()
  29. {
  30. System.out.println("task2 invoked ! "
  31. + (System.currentTimeMillis() - start));
  32. }
  33. };
  34. Timer timer = new Timer();
  35. start = System.currentTimeMillis();
  36. timer.schedule(task1, 1000);
  37. timer.schedule(task2, 3000);
  38. }
  39. }

定义了两个任务，预计是第一个任务1s后执行，第二个任务3s后执行，但是看运行结果：

  1. task1 invoked ! 1000
  2. task2 invoked ! 4000

task2实际上是4后才执行，正因为Timer内部是一个线程，而任务1所需的时间超过了两个任务间的间隔导致。下面使用ScheduledThreadPool解决这个问题：

  1. package com.zhy.concurrency.timer;
  2. import java.util.TimerTask;
  3. import java.util.concurrent.Executors;
  4. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
  5. import java.util.concurrent.TimeUnit;
  6. public class ScheduledThreadPoolExecutorTest
  7. {
  8. private static long start;
  9. public static void main(String[] args)
  10. {
  11. /**
  12. * 使用工厂方法初始化一个ScheduledThreadPool
  13. */
  14. ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool = Executors
  15. .newScheduledThreadPool(2);
  16. TimerTask task1 = new TimerTask()
  17. {
  18. @Override
  19. public void run()
  20. {
  21. try
  22. {
  23. System.out.println("task1 invoked ! "
  24. + (System.currentTimeMillis() - start));
  25. Thread.sleep(3000);
  26. } catch (Exception e)
  27. {
  28. e.printStackTrace();
  29. }
  30. }
  31. };
  32. TimerTask task2 = new TimerTask()
  33. {
  34. @Override
  35. public void run()
  36. {
  37. System.out.println("task2 invoked ! "
  38. + (System.currentTimeMillis() - start));
  39. }
  40. };
  41. start = System.currentTimeMillis();
  42. newScheduledThreadPool.schedule(task1, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
  43. newScheduledThreadPool.schedule(task2, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
  44. }
  45. }

输出结果：

  1. task1 invoked ! 1001
  2. task2 invoked ! 3001

符合我们的预期结果。因为ScheduledThreadPool内部是个线程池，所以可以支持多个任务并发执行。

2、Timer当任务抛出异常时的缺陷

如果TimerTask抛出RuntimeException，Timer会停止所有任务的运行：

  1. package com.zhy.concurrency.timer;
  2. import java.util.Date;
  3. import java.util.Timer;
  4. import java.util.TimerTask;
  5. public class ScheduledThreadPoolDemo01
  6. {
  7. public static void main(String[] args) throws InterruptedException
  8. {
  9. final TimerTask task1 = new TimerTask()
  10. {
  11. @Override
  12. public void run()
  13. {
  14. throw new RuntimeException();
  15. }
  16. };
  17. final TimerTask task2 = new TimerTask()
  18. {
  19. @Override
  20. public void run()
  21. {
  22. System.out.println("task2 invoked!");
  23. }
  24. };
  25. Timer timer = new Timer();
  26. timer.schedule(task1, 100);
  27. timer.scheduleAtFixedRate(task2, new Date(), 1000);
  28. }
  29. }

上面有两个任务，任务1抛出一个运行时的异常，任务2周期性的执行某个操作，输出结果：

　　task2 invoked!

  1. Exception in thread "Timer-0" java.lang.RuntimeException
  2. at com.zhy.concurrency.timer.ScheduledThreadPoolDemo01$1.run(ScheduledThreadPoolDemo01.java:24)
  3. at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:512)
  4. at java.util.TimerThread.run(Timer.java:462)

由于任务1的一次，任务2也停止运行了。。。下面使用ScheduledExecutorService解决这个问题：

  1. package com.zhy.concurrency.timer;
  2. import java.util.Date;
  3. import java.util.Timer;
  4. import java.util.TimerTask;
  5. import java.util.concurrent.Executors;
  6. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
  7. import java.util.concurrent.TimeUnit;
  8. public class ScheduledThreadPoolDemo01
  9. {
  10. public static void main(String[] args) throws InterruptedException
  11. {
  12. final TimerTask task1 = new TimerTask()
  13. {
  14. @Override
  15. public void run()
  16. {
  17. throw new RuntimeException();
  18. }
  19. };
  20. final TimerTask task2 = new TimerTask()
  21. {
  22. @Override
  23. public void run()
  24. {
  25. System.out.println("task2 invoked!");
  26. }
  27. };
  28. ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1);
  29. pool.schedule(task1, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
  30. pool.scheduleAtFixedRate(task2, 0 , 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
  31. }
  32. }

代码基本一致，但是ScheduledExecutorService可以保证，task1出现异常时，不影响task2的运行：

  1. task2 invoked!
  2. task2 invoked!
  3. task2 invoked!
  4. task2 invoked!
  5. task2 invoked!<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">...</span>

3、Timer执行周期任务时依赖系统时间

Timer执行周期任务时依赖系统时间，如果当前系统时间发生变化会出现一些执行上的变化，ScheduledExecutorService基于时间的延迟，不会由于系统时间的改变发生执行变化。

上述，基本说明了在以后的开发中尽可能使用ScheduledExecutorService(JDK1.5以后)替代Timer。

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