Timer定时器

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。
TimerTask
    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。

/*
 * 在指定的延迟时间执行定时任务
 * */
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;


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);
    }
}

class TimerTaskTest01 extends TimerTask {
    public void run() {
        System.out.println("Time's up!!!!");
    }
}

/*
 *     在指定的时间执行定时任务
 * */
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.Locale;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class TimerTest02 {
    Timer timer;

    public TimerTest02() {
        Date time = getTime();
        System.out.println("指定时间time=" + time);
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTaskTest02(), time);
    }

    public Date getTime() {
        Calendar calendar = Calendar.getInstance(Locale.CHINESE);
//        calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 7);
//        calendar.set(Calendar.MINUTE, 35);
//        calendar.set(Calendar.SECOND, 00);
        //上下两种设置时间的方式都可以
        calendar.set(2017,6,4,7,41,00);
        Date time = calendar.getTime();
        return time;
    }

    public static void main(String[] args) {
        new TimerTest02();
    }
}

class TimerTaskTest02 extends TimerTask {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("指定时间执行线程任务...");
    }
}

/*
 * 在指定的延迟时间执行任务，并且之后间隔时间循环执行任务
 * */
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class TimerTest03 {
    Timer timer;

    public TimerTest03() {
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTaskTest03(), 1000, 2000);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new TimerTest03();
    }
}

class TimerTaskTest03 extends TimerTask {
    @Override
    public void run() {
        Date date = new Date(this.scheduledExecutionTime());
        System.out.println("本次执行该线程的时间为：" + date);
    }
}

1、schedule(TimerTask task, Date time)、schedule(TimerTask task, long delay)
　　对于这两个方法而言，如果指定的计划执行时间scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime（系统执行时间），则task会被立即执行。scheduledExecutionTime不会因为某一个task的过度执行而改变。
2、schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)、schedule(TimerTask task, long delay, long period)
　　这两个方法与上面两个就有点儿不同的，前面提过Timer的计时器任务会因为前一个任务执行时间较长而延时。在这两个方法中，每一次执行的task的计划时间会随着前一个task的实际时间而发生改变，也就是scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是说如果第n个task由于某种情况导致这次的执行时间过程，最后导致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，这是第n+1个task并不会因为到时了而执行，他会等待第n个task执行完之后再执行，那么这样势必会导致n+2个的执行实现scheduledExecutionTime放生改变即scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。所以这两个方法更加注重保存间隔时间的稳定。
3、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)、scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
　　在前面也提过scheduleAtFixedRate与schedule方法的侧重点不同，schedule方法侧重保存间隔时间的稳定，而scheduleAtFixedRate方法更加侧重于保持执行频率的稳定。为什么这么说，原因如下。在schedule方法中会因为前一个任务的延迟而导致其后面的定时任务延时，而scheduleAtFixedRate方法则不会，如果第n个task执行时间过长导致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，则不会做任何等待他会立即执行第n+1个task，所以scheduleAtFixedRate方法执行时间的计算方法不同于schedule，而是scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，该计算方法永远保持不变。所以scheduleAtFixedRate更加侧重于保持执行频率的稳定。

Timer计时器可以定时（指定时间执行任务）、延迟（延迟5秒执行任务）、周期性地执行任务（每隔个1秒执行任务），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敏感。其次Timer线程是不会捕获异常的，如果TimerTask抛出的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，他会错误的认为整个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
    前面Timer在执行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，超过了两个任务的间隔时间，会发生一些缺陷：

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

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(1000); // 线程休眠4000
                } 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();
    }
}

　　上面程序，我们希望间隔1秒执行，但实际间隔了4秒，因为线程休眠了4秒。休眠时间大于间隔时间。

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class TimerTest0402 {
    private Timer timer;

    public TimerTest0402() {
        this.timer = new Timer();
    }

    public void timerOne() {
        //timerOne方法抛出异常，timerTwo方法就不会得到执行
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                throw new RuntimeException();
            }
        }, 1000);
    }

    public void timerTwo() {
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                System.out.println("我会不会执行呢？？");
            }
        }, 1000);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TimerTest04 test = new TimerTest04();
        test.timerOne();
        test.timerTwo();
    }
}

　　对于Timer的缺陷，我们可以考虑 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；Timer是内部是单一线程，而ScheduledThreadPoolExecutor内部是个线程池，所以可以支持多个任务并发执行。定义ScheduledThreadPoolExecutor对象的两种方式：

//使用工厂方法初始化一个ScheduledThreadPool 
ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool = Executors .newScheduledThreadPool(2); 
//方法二
ScheduledThreadPoolExecutor scheduExec = new ScheduledThreadPoolExecutor(2);

 

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledExecutorTest {
    //创建一个ScheduledExecutorService变量
    private ScheduledExecutorService scheduExec;
    public long start;

    ScheduledExecutorTest() {
        //Executors.newScheduledThreadPool(2)创建对象，括号中数字代表线程池的线程数
        this.scheduExec = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        //当前时间
        this.start = System.currentTimeMillis();
    }

    public void timerOne() {
        // schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)创建并执行在给定延迟后启用的一次性操作。 TimeUnit unit是前面时间对象的单位
        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();
    }
}

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledExecutorTest01 {
    private ScheduledExecutorService scheduExec;
    public long start;

    ScheduledExecutorTest01() {
        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() {
　　　　 //只有scheduleAtFixedRate()方法才可以在首次启动后，按相同时间间隔执行
        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();
    }
}

尽可能使用ScheduledExecutorService(JDK1.5以后)替代Timer