Java多線程之定時器Timer的實現(xiàn)
標準庫中的Timer
標準庫中有一個Timer類,java.util.Timer,核心方法為schedule,schedule有兩個參數(shù),第一個參數(shù)為即將要執(zhí)行的任務,第二個參數(shù)為多久后執(zhí)行該任務(單位為毫秒),任務為new TimerTask(),TimerTask為抽象類,實現(xiàn)了Ruannable接口,具體看一下使用
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//Timer內部是專門有線程來執(zhí)行我們注冊的任務,這個線程在執(zhí)行完一個任務還會等待別的任務執(zhí)行
Timer timer = new Timer();
//schedule(任務,多久后執(zhí)行任務)
//TimerTask是一個抽象類,實現(xiàn)了Runnable接口
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello timer");
}
}, 3000);
System.out.println("main");
}
}
運行結果:先打印出main,3秒之后打印hello Timer

上述代碼執(zhí)行完,發(fā)現(xiàn)程序沒有結束,原因是Timer內部是專門有線程來執(zhí)行我們注冊的任務,這個線程在執(zhí)行完一個任務還會等待別的任務執(zhí)行
模擬實現(xiàn)Timer
通過上述標準庫中的Timer分析Timer內部需要啥東西
- 描述任務:創(chuàng)建一個類專門表示定時器中的一個任務
- 組織任務:使用數(shù)據(jù)結構來組織
- 執(zhí)行時間到了的任務:創(chuàng)建定時器實例時,創(chuàng)建一個線程專門來執(zhí)行此任務
描述任務
下面組織任務用到了優(yōu)先級隊列,優(yōu)先級隊列必須插入可以比較大小的元素,所以這里的任務類就必須實現(xiàn)比較器接口Comparable并重寫compareTo方法,使得可以通過時間來進行比較大小,定時器在使用的時候需要獲取時間最小的任務的時間,以此時間戳和當前時間戳比較看是否可以執(zhí)行任務,所以此處也要提供getTime方法
//描述任務
class MyTask implements Comparable<MyTask>{
//任務具體的內容
private Runnable runnable;
//任務執(zhí)行的時間戳
private long time;
//delay為時間間隔,不是具體的時間戳
public MyTask(Runnable runnable, long delay){
this.runnable = runnable;
this.time = System.currentTimeMillis()+delay;
}
@Override
public int compareTo(MyTask o) {
return (int) (this.time-o.time);
}
public void run(){
runnable.run();
}
public long getTime() {
return time;
}
}
組織任務
現(xiàn)在有多個任務,比如一個小時后做作業(yè),半個小時后吃飯…,定時器在執(zhí)行任務的時候,按照時間順序先后順序執(zhí)行的,所以我們需要在安排的所有任務中找出距離要執(zhí)行任務時間最短的任務,依次類推,不難得出,可以使用優(yōu)先級隊列這一數(shù)據(jù)結構來組織任務
注意: 此處的優(yōu)先級隊列要考慮線程安全問題,因為可能多個線程進行注冊任務,還有一個專門的線程來執(zhí)行任務,所以使用PriorityBlockingQueue
這里創(chuàng)建了一個對象用于加鎖,具體原因在下面介紹
private PriorityBlockingQueue<MyTask> p = new PriorityBlockingQueue<>();
//創(chuàng)建一個對象用于加鎖
private Object locker = new Object();
public void schedule(Runnable runnable, long delay){
MyTask task = new MyTask(runnable, delay);
p.put(task);
//插入任務,可能執(zhí)行時間已經(jīng)過了,需要喚醒等待的線程進行判斷是否執(zhí)行
synchronized (locker){
locker.notify();
}
}
執(zhí)行時間到了的任務
需要有一個線程不停的檢查優(yōu)先級隊列隊頭元素,判斷該元素的執(zhí)行時間是不是到了,所以在定時器的構造方法中創(chuàng)建一個線程來執(zhí)行任務
public MyTimer(){
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while(true){
try {
MyTask task = p.take();
if(task.getTime() > System.currentTimeMillis()){
p.put(task);
//當執(zhí)行時間沒到時,沒必要一直進行判斷,比較耗費CPU
//所以等待一定時間
synchronized (locker){
locker.wait(task.getTime()-System.currentTimeMillis());
}
}else {
task.run();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
});
t.start();
}
為何等待使用wait和notify,而不使用sleep?
在任務的執(zhí)行時間未到之前,可能判斷次數(shù)很多,比較耗費CPU,而且沒有必要一值判斷,只需在一定時間內進行判斷執(zhí)行時間到?jīng)]到即可,所以在還沒有到執(zhí)行時間時,使用wait(時間)來讓該線程進行等待,在創(chuàng)建任務時喚醒等待即可,因為新的任務可能需要在剛才等待執(zhí)行任務之前執(zhí)行,也就是新創(chuàng)建的任務執(zhí)行時間已經(jīng)到了,所以要使用notify喚醒執(zhí)行任務的線程繼續(xù)進行判斷時間是否執(zhí)行,而且這個原因也是使用wait不使用sleep的原因,如果使用sleep,在新創(chuàng)建任務的執(zhí)行時間在sleep等待結束時間之前,等待的線程沒有辦法喚醒,也就不能執(zhí)行時間到了的任務
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