Timer 詳解

Timer 和 TimerTask 用于在后臺(tái)線(xiàn)程中調(diào)度任務(wù)的 java.util 類(lèi)。 TimerTask 負(fù)責(zé)任務(wù)的執(zhí)行， Timer 負(fù)責(zé)任務(wù)的調(diào)度。

定時(shí)功能

Timer 提供了三種定時(shí)模式：

fixed delay
fixed rate

java.util包下提供了對(duì)定時(shí)任務(wù)的支持，涉及2個(gè)類(lèi)：

1. Timer：定時(shí)器類(lèi)
2. TimerTask：任務(wù)抽象類(lèi)

使用該定時(shí)任務(wù)我們需要繼承TimerTask抽象類(lèi)，覆蓋run方法編寫(xiě)任務(wù)執(zhí)行代碼，并利用Timer定時(shí)器對(duì)TimerTask進(jìn)行調(diào)度。

編寫(xiě)一個(gè)任務(wù)：

TimerTask task = new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " " + Thread.currentThread().getName() + " task run ");
    }
};

接著使用Timer對(duì)TimerTask進(jìn)行調(diào)度，Timer提供了多種方法，可分為一次性任務(wù)和可重復(fù)執(zhí)行任務(wù)。

一、一次性任務(wù)

一次性任務(wù)是指Timer執(zhí)行一次之后，該任務(wù)后續(xù)不再執(zhí)行。

一次性任務(wù)包括2個(gè)方法，如下：

1. voidschedule(TimerTasktask,longdelay)：延遲delay毫秒后執(zhí)行一次task
2. voidschedule(TimerTasktask,Datetime)：在指定時(shí)間time執(zhí)行一次task，如果time過(guò)期，將會(huì)立即執(zhí)行

二、可重復(fù)執(zhí)行任務(wù)

可重復(fù)執(zhí)行任務(wù)是指，任務(wù)允許按照設(shè)定的規(guī)則重復(fù)執(zhí)行。

可重復(fù)執(zhí)行任務(wù)共有4個(gè)方法，分為固定延時(shí) schedule和固定速率 scheduleAtFixedRate：

1. voidschedule(TimerTasktask,longdelay,longperiod)：延遲delay毫秒后執(zhí)行task，之后每隔period毫秒執(zhí)行一次task
2. voidschedule(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)：在指定時(shí)間time執(zhí)行一次task，之后每隔period毫秒執(zhí)行一次task
3. voidscheduleAtFixedRate(TimerTasktask,longdelay,longperiod)：延遲delay毫秒后執(zhí)行task，之后每隔period毫秒執(zhí)行一次task
4. voidscheduleAtFixedRate(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)：在指定時(shí)間time執(zhí)行一次task，之后每隔period毫秒執(zhí)行一次task

示例1：schedule方法，延遲delay毫秒后執(zhí)行task，之后每隔period毫秒執(zhí)行一次task

System.out.println("啟動(dòng)于：" + DateUtil.formatNow());
Timer timer = new Timer("timer");
timer.schedule(task, 1000, 2000);

輸出：

啟動(dòng)于：2022-10-31 10:05:15
2022-10-31 10:05:16 timer task run 
2022-10-31 10:05:18 timer task run 
2022-10-31 10:05:20 timer task run

示例2：schedule在指定時(shí)間time執(zhí)行一次task，之后每隔period毫秒執(zhí)行一次task

System.out.println("啟動(dòng)于：" + DateUtil.formatNow());
Timer timer = new Timer("timer");
timer.schedule(task, DateUtil.parse("2022-10-31 10:07:00", DateUtil.YYYY_MM_DD_HH24_MM_SS), 2000);

輸出：

啟動(dòng)于：2022-10-31 10:06:39
2022-10-31 10:07:00 timer task run 
2022-10-31 10:07:02 timer task run 
2022-10-31 10:07:04 timer task run 

固定延時(shí) schedule 和 固定速率 scheduleAtFixedRate 在正常情況下看起來(lái)功能基本是一致的，區(qū)別在于當(dāng)任務(wù)耗時(shí)超出執(zhí)行時(shí)間間隔period，后續(xù)任務(wù)被延誤時(shí)，schedule和scheduleAtFixedRate的處理方式不同，后面介紹。

三、固定延時(shí)和固定速率區(qū)別(重點(diǎn))

1. 介紹

由于Timer內(nèi)部?jī)H維護(hù)一個(gè)線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行所有任務(wù)，所以當(dāng)前一個(gè)任務(wù)耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致后一個(gè)任務(wù)的執(zhí)行被延誤。

出現(xiàn)任務(wù)延誤的情況下，固定延時(shí) schedule和 固定速率 scheduleAtFixedRate 的區(qū)別就在于，schedule會(huì)順延，而scheduleAtFixedRate會(huì)把延誤任務(wù)立馬補(bǔ)上。

在網(wǎng)上看到幾個(gè)非常恰當(dāng)?shù)睦?，貼上來(lái)加深理解。

例1：

暑假到了老師給schedule和scheduleAtFixedRate兩個(gè)同學(xué)布置作業(yè)。

老師要求學(xué)生暑假每天寫(xiě)2頁(yè)，30天后完成作業(yè)。

這兩個(gè)學(xué)生每天按時(shí)完成作業(yè)，直到第10天，出了意外，兩個(gè)學(xué)生出去旅游花了5天時(shí)間，這5天時(shí)間里兩個(gè)人都沒(méi)有做作業(yè)。任務(wù)被拖延了。

這時(shí)候兩個(gè)學(xué)生采取的策略就不同了：

schedule重新安排了任務(wù)時(shí)間，旅游回來(lái)的第一天做第11天的任務(wù)，第二天做第12天的任務(wù)，最后完成任務(wù)花了35天。

scheduleAtFixedRate是個(gè)守時(shí)的學(xué)生，她總想按時(shí)完成老師的任務(wù)，于是在旅游回來(lái)的第一天把之前5天欠下的任務(wù)以及第16天當(dāng)天的任務(wù)全部完成了，之后還是按照老師的原安排完成作業(yè)，最后完成任務(wù)花了30天。

例2：

固定速率就好比你今天加班到很晚，但是到了第二天還必須準(zhǔn)點(diǎn)到公司上班，如果你一不小心加班到了第二天早上 9 點(diǎn)，你就連休息的時(shí)間都沒(méi)有了。

而固定時(shí)延的意思是你必須睡夠 8 個(gè)小時(shí)再過(guò)來(lái)上班，如果你加班到凌晨 6 點(diǎn)，那就可以下午過(guò)來(lái)上班了。

固定速率強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)點(diǎn)，固定時(shí)延強(qiáng)調(diào)間隔。

如果任務(wù)必須每天準(zhǔn)點(diǎn)調(diào)度，那就應(yīng)該使用固定速率調(diào)度，并且要確保每個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間不要太長(zhǎng)，避免超過(guò)period間隔。

如果任務(wù)需要每隔幾分鐘跑一次，那就使用固定時(shí)延調(diào)度，它不是很在乎單個(gè)任務(wù)要跑多長(zhǎng)時(shí)間。

我們來(lái)模擬一下這個(gè)情況。

首先，我們對(duì)TimerTask進(jìn)行修改，讓它某一次任務(wù)產(chǎn)生大量耗時(shí)：

TimerTask task = new TimerTask() {
    private int i = 1;
    @Override
    public void run() {
        System.out.print(i + " " + DateUtil.formatNow() + " 開(kāi)始執(zhí)行, ");
        if(i == 3) {
            ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
        }
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 結(jié)束");
        i++;
    }
};

該任務(wù)在執(zhí)行第3次時(shí)，將會(huì)休眠11秒，這將會(huì)導(dǎo)致延誤后續(xù)的任務(wù)。

2. 固定速率

示例：

Timer timer = new Timer("timer");
timer.scheduleAtFixedRate(task, 5000, 2000);

設(shè)定任務(wù)延遲5秒后執(zhí)行第1次任務(wù)，之后每2秒執(zhí)行一次。

輸出：

啟動(dòng)于：2022-10-31 15:51:24
1 2022-10-31 15:51:29 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:29 結(jié)束
2 2022-10-31 15:51:31 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:31 結(jié)束
3 2022-10-31 15:51:33 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:44 結(jié)束 *
4 2022-10-31 15:51:44 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:44 結(jié)束 *
5 2022-10-31 15:51:44 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:44 結(jié)束 *
6 2022-10-31 15:51:44 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:44 結(jié)束 *
7 2022-10-31 15:51:44 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:44 結(jié)束 *
8 2022-10-31 15:51:44 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:44 結(jié)束 *
9 2022-10-31 15:51:45 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:45 結(jié)束
10 2022-10-31 15:51:47 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:47 結(jié)束
11 2022-10-31 15:51:49 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:49 結(jié)束

如果不存在第3次耗時(shí)11秒的情況下，正常任務(wù)執(zhí)行時(shí)間應(yīng)該為：

啟動(dòng)于：2022-10-31 15:51:24
1 2022-10-31 15:51:29 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:29 結(jié)束
2 2022-10-31 15:51:31 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:31 結(jié)束
3 2022-10-31 15:51:33 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:33 結(jié)束 *
4 2022-10-31 15:51:35 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:35 結(jié)束 *
5 2022-10-31 15:51:37 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:37 結(jié)束 *
6 2022-10-31 15:51:39 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:39 結(jié)束 *
7 2022-10-31 15:51:41 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:41 結(jié)束 *
8 2022-10-31 15:51:43 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:43 結(jié)束 *
9 2022-10-31 15:51:45 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:45 結(jié)束
10 2022-10-31 15:51:47 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:47 結(jié)束
11 2022-10-31 15:51:49 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:51:49 結(jié)束

但是在第3次執(zhí)行任務(wù)時(shí)因?yàn)閳?zhí)行耗時(shí)11秒，第4次本該在15:51:35開(kāi)始執(zhí)行并完成任務(wù)，卻到了15:51:44才執(zhí)行完成，這11秒延誤了后續(xù)5個(gè)任務(wù)的正常執(zhí)行，因此在15:51:44時(shí)，scheduleAtFixedRate趕作業(yè)把延誤的5個(gè)任務(wù)一起執(zhí)行了。

最后趕上了原本的進(jìn)度，第9個(gè)任務(wù)準(zhǔn)時(shí)在15:51:45執(zhí)行。

3. 固定延時(shí)

示例：

Timer timer = new Timer("timer");
timer.schedule(task, 5000, 2000);

輸出：

啟動(dòng)于：2022-10-31 15:56:59
1 2022-10-31 15:57:04 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:04 結(jié)束
2 2022-10-31 15:57:06 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:06 結(jié)束
3 2022-10-31 15:57:08 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:19 結(jié)束 *
4 2022-10-31 15:57:19 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:19 結(jié)束
5 2022-10-31 15:57:21 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:21 結(jié)束
6 2022-10-31 15:57:24 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:24 結(jié)束
7 2022-10-31 15:57:26 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:26 結(jié)束
8 2022-10-31 15:57:28 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:28 結(jié)束
9 2022-10-31 15:57:30 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:30 結(jié)束
10 2022-10-31 15:57:32 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:32 結(jié)束

如果不存在第3次耗時(shí)11秒的情況下，正常任務(wù)執(zhí)行時(shí)間應(yīng)該為：

啟動(dòng)于：2022-10-31 15:56:59
1 2022-10-31 15:57:04 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:04 結(jié)束
2 2022-10-31 15:57:06 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:06 結(jié)束
3 2022-10-31 15:57:08 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:08 結(jié)束 *
4 2022-10-31 15:57:10 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:10 結(jié)束
5 2022-10-31 15:57:12 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:12 結(jié)束
6 2022-10-31 15:57:14 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:14 結(jié)束
7 2022-10-31 15:57:16 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:16 結(jié)束
8 2022-10-31 15:57:18 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:18 結(jié)束
9 2022-10-31 15:57:20 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:20 結(jié)束
10 2022-10-31 15:57:22 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 15:57:22 結(jié)束

使用schedule調(diào)度，第4次任務(wù)本該在15:57:10開(kāi)始執(zhí)行，但由于耗時(shí)11秒直到15:57:19才開(kāi)始。

而第3次任務(wù)實(shí)際是在19秒完成，完成后又在19秒立即執(zhí)行第4次，中間少了2秒間隔，第4次完成后接著開(kāi)始2秒一次，變?yōu)榱藦?1秒開(kāi)始執(zhí)行第5次。

和我原本的推測(cè)不一樣的是，本以為19秒完成后，第4次會(huì)隔2秒在21秒執(zhí)行，沒(méi)想到19秒會(huì)立即執(zhí)行。

猜測(cè)與delay參數(shù)有關(guān)，但調(diào)整了delay后仍然一樣，完成的那一秒還是會(huì)馬上再執(zhí)行第4次任務(wù)。

通過(guò)以上測(cè)試對(duì)比，我們可以感受到Timer中固定速率和固定延時(shí)的區(qū)別，但為了避免出錯(cuò)，使用Timer時(shí)應(yīng)讓TimerTask耗時(shí)盡可能短。

4. 其他要點(diǎn)

1.以上是僅第3次任務(wù)加上了耗時(shí)11秒，如果是所有任務(wù)都耗時(shí)11秒呢？

如果每次任務(wù)執(zhí)行都耗時(shí)11秒，那么無(wú)論是固定速率還是固定延時(shí)，都將是11秒執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。

2.如果改為schedule(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)和scheduleAtFixedRate(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)來(lái)調(diào)度任務(wù)，firstTime指定為10點(diǎn)，而當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間為11點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？

雖然firstTime已經(jīng)過(guò)期，但是Timer將會(huì)立即開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)，之后按照period間隔重復(fù)執(zhí)行任務(wù)。

3.如果TimerTask執(zhí)行過(guò)程中拋出了異常會(huì)發(fā)生什么事情？

Timer內(nèi)部?jī)H維護(hù)一個(gè)線(xiàn)程，當(dāng)任一TimerTask拋出異常，將導(dǎo)致此線(xiàn)程終止運(yùn)行，該Timer負(fù)責(zé)的所有任務(wù)都無(wú)法執(zhí)行。

四、調(diào)度多個(gè)TimerTask

在上一節(jié)中，介紹的是一個(gè)可重復(fù)執(zhí)行的TimeTask，如果執(zhí)行耗時(shí)大于設(shè)定的間隔period，將會(huì)影響該TimerTask下一次執(zhí)行的時(shí)間點(diǎn)。

而這一節(jié)則是為了單獨(dú)說(shuō)明，一個(gè)Timer同時(shí)調(diào)度多個(gè)TimeTask也會(huì)互相影響。

示例：

TimerTask task1 = new TimerTask() {
    private int i = 1;
    @Override
    public void run() {
        System.out.print(i + " task1:" + DateUtil.formatNow() + " 開(kāi)始執(zhí)行, ");
        ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 結(jié)束");
        i++;
    }
};
TimerTask task2 = new TimerTask() {
    private int i = 1;
    @Override
    public void run() {
        System.out.print(i + "  task2:" + DateUtil.formatNow() + " 開(kāi)始執(zhí)行, ");
        ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 結(jié)束");
        i++;
    }
};

Timer timer = new Timer("timer");
timer.scheduleAtFixedRate(task1, 5000, 2000);
timer.scheduleAtFixedRate(task2, 5000, 2000);

輸出：

1 task1:2022-10-31 16:58:27 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:58:38 結(jié)束
1 task2:2022-10-31 16:58:38 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:58:49 結(jié)束
2 task2:2022-10-31 16:58:49 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:59:00 結(jié)束
2 task1:2022-10-31 16:59:00 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:59:11 結(jié)束
3 task1:2022-10-31 16:59:11 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:59:22 結(jié)束
3 task2:2022-10-31 16:59:22 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:59:33 結(jié)束
4 task2:2022-10-31 16:59:33 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:59:44 結(jié)束
4 task1:2022-10-31 16:59:44 開(kāi)始執(zhí)行, 2022-10-31 16:59:55 結(jié)束

可以發(fā)現(xiàn)，task1和task2其實(shí)都沒(méi)有按照既定時(shí)間去執(zhí)行任務(wù)了。

根本原因是在于，Timer內(nèi)部?jī)H維護(hù)一個(gè)線(xiàn)程執(zhí)行所有TimerTask，為了避免錯(cuò)誤，一個(gè)Timer對(duì)象最好僅調(diào)度一個(gè)TimerTask對(duì)象，除非可以確保多個(gè)TimerTask之間一定不會(huì)相互影響。

因此編寫(xiě)TimerTask時(shí)應(yīng)當(dāng)自行捕獲異常。

五、取消任務(wù)

Timer在創(chuàng)建時(shí)實(shí)際上是默認(rèn)在內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)非守護(hù)線(xiàn)程，即使任務(wù)全部執(zhí)行完成，線(xiàn)程也并不會(huì)銷(xiāo)毀。

Timer提供cancel()方法，可以手動(dòng)調(diào)用取消定時(shí)器所有的任務(wù)，并銷(xiāo)毀定時(shí)器。

如果想要Timer內(nèi)部創(chuàng)建的是守護(hù)線(xiàn)程，可以使用以下構(gòu)造方法創(chuàng)建定時(shí)器，設(shè)置isDaemon為true：

• Timer(booleanisDaemon)

Timer(Stringname,booleanisDaemon)

如果沒(méi)有自己定義name參數(shù)，默認(rèn)Timer內(nèi)部自動(dòng)命名為“Timer-遞增序號(hào)”，作為內(nèi)部線(xiàn)程的線(xiàn)程名稱(chēng)，在構(gòu)造方法內(nèi)啟動(dòng)此線(xiàn)程。

如果是要取消單個(gè)任務(wù)，可以使用TimerTask的cancel()方法。

當(dāng)TimerTask調(diào)用cancel之后，任務(wù)是取消了，但Timer自身并不能馬上知道TimerTask被取消，而是在準(zhǔn)備執(zhí)行前才知道，因此Timer內(nèi)部還維護(hù)著這個(gè)任務(wù)的引用。若希望Timer立即清除引用，可調(diào)用Timer.purge()立即執(zhí)行清除。

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