Java如何实现定时任务
在我们编程过程中如果需要执行一些简单的定时任务,无须做复杂的控制,我们可以考虑使用JDK中的Timer定时任务来实现。下面LZ就其原理、实例以及Timer缺陷三个方面来解析javaTimer定时器。
在java中一个完整定时任务需要由Timer、TimerTask两个类来配合完成。API中是这样定义他们的,Timer:一种工具,线程用其安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次,或者定期重复执行。由TimerTask:Timer安排为一次执行或重复执行的任务。我们可以这样理解Timer是一种定时器工具,用来在一个后台线程计划执行指定任务,而TimerTask一个抽象类,它的子类代表一个可以被Timer计划的任务。
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(TimerTasktask,Datetime):安排在指定的时间执行指定的任务。
schedule(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod):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(TimerTasktask,longdelay):安排在指定延迟后执行指定的任务。
schedule(TimerTasktask,longdelay,longperiod):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(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod):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(TimerTasktask,longdelay,longperiod):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:
booleancancel():取消此计时器任务。
longscheduledExecutionTime():返回此任务最近实际执行的安排执行时间。
二、实例
2.1、指定延迟时间执行定时任务
publicclassTimerTest01{ Timertimer; publicTimerTest01(inttime){ timer=newTimer(); timer.schedule(newTimerTaskTest01(),time*1000); }public static void main(String[]args){ System.out.println("timerbegin...." ); newTimerTest01(3 ); } } publicclassTimerTaskTest01extendsTimerTask{ public void run(){ System.out.println("Time'sup!!!!" ); } }
运行结果:
首先打印:timerbegin....
3秒后打印:Time'sup!!!!
2.2、在指定时间执行定时任务[code]publicclassTimerTest02{Timertimer;
publicclassTimerTest02{ Timertimer;public TimerTest02(){ Datetime= getTime(); System.out.println("指定时间time="+ time); timer= new Timer(); timer.schedule( new TimerTaskTest02(),time); } public DategetTime(){ Calendarcalendar= Calendar.getInstance(); calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY,11 ); calendar.set(Calendar.MINUTE,39 ); calendar.set(Calendar.SECOND,00 ); Datetime= calendar.getTime(); return time; } public static void main(String[]args){ new TimerTest02(); } } publicclassTimerTaskTest02extendsTimerTask{ @Override public void run(){ System.out.println("指定时间执行线程任务..." ); } }
当时间到达11:39:00时就会执行该线程任务,当然大于该时间也会执行!!执行结果为:
指定时间time=TueJun1011:39:00CST2014
指定时间执行线程任务...
2.3、在延迟指定时间后以指定的间隔时间循环执行定时任务
publicclassTimerTest03{ Timertimer;public TimerTest03(){ timer= new Timer(); timer.schedule( newTimerTaskTest03(),1000,2000 ); } public static void main(String[]args){ new TimerTest03(); } } publicclassTimerTaskTest03extendsTimerTask{ @Override public void run(){ Datedate= newDate( this .scheduledExecutionTime()); System.out.println("本次执行该线程的时间为:"+ date); } }
运行结果:
本次执行该线程的时间为:TueJun1021:19:47CST2014
本次执行该线程的时间为:TueJun1021:19:49CST2014
本次执行该线程的时间为:TueJun1021:19:51CST2014
本次执行该线程的时间为:TueJun1021:19:53CST2014
本次执行该线程的时间为:TueJun1021:19:55CST2014
本次执行该线程的时间为:TueJun1021:19:57CST2014
.................
对于这个线程任务,如果我们不将该任务停止,他会一直运行下去。
对于上面三个实例,LZ只是简单的演示了一下,同时也没有讲解scheduleAtFixedRate方法的例子,其实该方法与schedule方法一样!
1、schedule(TimerTasktask,Datetime)、schedule(TimerTasktask,longdelay)
对于这两个方法而言,如果指定的计划执行时间scheduledExecutionTime<=systemCurrentTime,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(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)、schedule(TimerTasktask,longdelay,longperiod)
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(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)、scheduleAtFixedRate(TimerTasktask,longdelay,longperiod)
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。
三、Timer的缺陷
3.1、Timer的缺陷
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:
publicclassTimerTest04{ privateTimertimer; publiclongstart;public TimerTest04(){ this.timer= new Timer(); start= System.currentTimeMillis(); } public void timerOne(){ timer.schedule( new TimerTask(){ public void run(){ System.out.println("timerOneinvoked,thetime:"+(System.currentTimeMillis()- start)); try { Thread.sleep(4000); // 线程休眠3000 } catch (InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } } },1000 ); } public void timerTwo(){ timer.schedule( new TimerTask(){ public void run(){ System.out.println("timerOneinvoked,thetime:"+(System.currentTimeMillis()- start)); } },3000 ); } public static voidmain(String[]args) throws Exception{ TimerTest04test= new TimerTest04(); test.timerOne(); test.timerTwo(); } }
按照我们正常思路,timerTwo应该是在3s后执行,其结果应该是:
timerOneinvoked,thetime:1001
timerOneinvoked,thetime:3001
但是事与愿违,timerOne由于sleep(4000),休眠了4S,同时Timer内部是一个线程,导致timeOne所需的时间超过了间隔时间,结果:
timerOneinvoked,thetime:1000
timerOneinvoked,thetime:5000
2、Timer抛出异常缺陷
如果TimerTask抛出RuntimeException,Timer会终止所有任务的运行。如下:
publicclassTimerTest04{ privateTimertimer;public TimerTest04(){ this.timer= new Timer(); } public void timerOne(){ 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){ TimerTest04test= new TimerTest04(); test.timerOne(); test.timerTwo(); } }
运行结果:timerOne抛出异常,导致timerTwo任务终止。
Exceptioninthread"Timer-0"java.lang.RuntimeException
atcom.chenssy.timer.TimerTest04$1.run(TimerTest04.java:25)
atjava.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:555)
atjava.util.TimerThread.run(Timer.java:505)
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。
1、解决问题一:
publicclassScheduledExecutorTest{ privateScheduledExecutorServicescheduExec;public long start; ScheduledExecutorTest(){ this.scheduExec=Executors.newScheduledThreadPool(2 ); this.start= System.currentTimeMillis(); } public void timerOne(){ scheduExec.schedule( new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("timerOne,thetime:"+(System.currentTimeMillis()- start)); try { Thread.sleep(4000 ); } catch (InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } } },1000 ,TimeUnit.MILLISECONDS); } public void timerTwo(){ scheduExec.schedule( new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("timerTwo,thetime:"+(System.currentTimeMillis()- start)); } },2000 ,TimeUnit.MILLISECONDS); } public static void main(String[]args){ ScheduledExecutorTesttest= new ScheduledExecutorTest(); test.timerOne(); test.timerTwo(); } }
运行结果:
timerOne,thetime:1003
timerTwo,thetime:2005
2、解决问题二
publicclassScheduledExecutorTest{ privateScheduledExecutorServicescheduExec;public long start; ScheduledExecutorTest(){ 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(){ scheduExec.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("timerTwoinvoked....." ); } },2000,500 ,TimeUnit.MILLISECONDS); } public static void main(String[]args){ ScheduledExecutorTesttest= new ScheduledExecutorTest(); test.timerOne(); test.timerTwo(); } }
运行结果:
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
timerTwoinvoked.....
........................
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