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  • JDK中的Timer和TimerTask详解

    目录结构:

    • Timer和TimerTask
    • 一个Timer调度的例子
    • 如何终止Timer线程
    • 关于cancle方式终止线程
    • 反复执行一个任务
    • schedule VS. scheduleAtFixedRate
    • 一些注意点

    1. Timer和TimerTask

      Timer是jdk中提供的一个定时器工具,使用的时候会在主线程之外起一个单独的线程执行指定的计划任务,可以指定执行一次或者反复执行多次。

      TimerTask是一个实现了Runnable接口的抽象类,代表一个可以被Timer执行的任务。

    2. 一个Timer调度的例子

             1 import java.util.Timer;
             2 import java.util.TimerTask;
             3 
             4 public class TestTimer {
             5     
             6     public static void main(String args[]){
             7         System.out.println("About to schedule task.");
             8         new Reminder(3);
             9         System.out.println("Task scheduled.");
            10     }
            11     
            12     public static class Reminder{
            13         Timer timer;
            14         
            15         public Reminder(int sec){
            16             timer = new Timer();
            17             timer.schedule(new TimerTask(){
            18                 public void run(){
            19                     System.out.println("Time's up!");
            20                     timer.cancel();
            21                 }
            22             }, sec*1000);
            23         }
            24     } 
            25 }
    

    运行之后,在console会首先看到:

    About to schedule task.
    Task scheduled.

    然后3秒钟后,看到

    Time's up!

    从这个例子可以看出一个典型的利用timer执行计划任务的过程如下:

    new一个TimerTask的子类,重写run方法来指定具体的任务,在这个例子里,我用匿名内部类的方式来实现了一个TimerTask的子类
    new一个Timer类,Timer的构造函数里会起一个单独的线程来执行计划任务。jdk的实现代码如下:

            1     public Timer() {
            2         this("Timer-" + serialNumber());
            3     }
            4 
            5     public Timer(String name) {
            6         thread.setName(name);
            7         thread.start();
            8     }
    

    调用相关调度方法执行计划。这个例子调用的是schedule方法。
    任务完成,结束线程。这个例子是调用cancel方法结束线程。

    3. 如何终止Timer线程

      默认情况下,创建的timer线程会一直执行,主要有下面四种方式来终止timer线程:

    调用timer的cancle方法
    把timer线程设置成daemon线程,(new Timer(true)创建daemon线程),在jvm里,如果所有用户线程结束,那么守护线程也会被终止,不过这种方法一般不用。
    当所有任务执行结束后,删除对应timer对象的引用,线程也会被终止。
    调用System.exit方法终止程序

    4. 关于cancle方式终止线程

    这种方式终止timer线程,jdk的实现比较巧妙,稍微说一下。

    首先看cancle方法的源码:

            1     public void cancel() {
            2         synchronized(queue) {
            3             thread.newTasksMayBeScheduled = false;
            4             queue.clear();
            5             queue.notify();  // In case queue was already empty.
            6         }
            7     }
    

    没有显式的线程stop方法,而是调用了queue的clear方法和queue的notify方法,clear是个自定义方法,notify是Objec自带的方法,很明显是去唤醒wait方法的。

    再看clear方法:

            1     void clear() {
            2         // Null out task references to prevent memory leak
            3         for (int i=1; i<=size; i++)
            4             queue[i] = null;
            5 
            6         size = 0;
            7     }
    

    clear方法很简单,就是去清空queue,queue是一个TimerTask的数组,然后把queue的size重置成0,变成empty.还是没有看到显式的停止线程方法,回到最开始new Timer的时候,看看new Timer代码:

            1     public Timer() {
            2         this("Timer-" + serialNumber());
            3     }
            4 
            5     public Timer(String name) {
            6         thread.setName(name);
            7         thread.start();
            8     }
    

    看看这个内部变量thread:

            1     /**
            2      * The timer thread.
            3      */
            4     private TimerThread thread = new TimerThread(queue);
    

    不是原生的Thread,是自定义的类TimerThread.这个类实现了Thread类,重写了run方法,如下:

             1     public void run() {
             2         try {
             3             mainLoop();
             4         } finally {
             5             // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
             6             synchronized(queue) {
             7                 newTasksMayBeScheduled = false;
             8                 queue.clear();  // Eliminate obsolete references
             9             }
            10         }
            11     }
    

    最后是这个mainLoop方法,这方法比较长,截取开头一段:

             1     private void mainLoop() {
             2         while (true) {
             3             try {
             4                 TimerTask task;
             5                 boolean taskFired;
             6                 synchronized(queue) {
             7                     // Wait for queue to become non-empty
             8                     while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
             9                         queue.wait();
            10                     if (queue.isEmpty())
            11                         break; // Queue is empty and will forever remain; die
    

    可以看到wait方法,之前的notify就是通知到这个wait,然后clear方法在notify之前做了清空数组的操作,所以会break,线程执行结束,退出。

    5. 反复执行一个任务

    通过调用三个参数的schedule方法实现,最后一个参数是执行间隔,单位毫秒。

    6. schedule VS. scheduleAtFixedRate

    这两个方法都是任务调度方法,他们之间区别是,schedule会保证任务的间隔是按照定义的period参数严格执行的,如果某一次调度时间比较长,那么后面的时间会顺延,保证调度间隔都是period,而scheduleAtFixedRate是严格按照调度时间来的,如果某次调度时间太长了,那么会通过缩短间隔的方式保证下一次调度在预定时间执行。举个栗子:你每个3秒调度一次,那么正常就是0,3,6,9s这样的时间,如果第二次调度花了2s的时间,如果是schedule,就会变成0,3+2,8,11这样的时间,保证间隔,而scheduleAtFixedRate就会变成0,3+2,6,9,压缩间隔,保证调度时间。

    7. 一些注意点

    每一个Timer仅对应唯一一个线程。
    Timer不保证任务执行的十分精确。
    Timer类的线程安全的。

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