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

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

public class TestTimer {
    
    public static void main(String args[]){
        System.out.println("About to schedule task.");
        new Reminder(3);
        System.out.println("Task scheduled.");
    }
    
    public static class Reminder{
        Timer timer;
        
        public Reminder(int sec){
            timer = new Timer();
            timer.schedule(new TimerTask(){
                public void run(){
                    System.out.println("Time's up!");
                    timer.cancel();
                }
            }, sec*1000);
        }
    } 
}

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：

    public Timer() {
        this("Timer-" + serialNumber());
    }

    public Timer(String name) {
        thread.setName(name);
        thread.start();
    }

• 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：

    public void cancel() {
        synchronized(queue) {
            thread.newTasksMayBeScheduled = false;
            queue.clear();
            queue.notify();  // In case queue was already empty.
        }
    }

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：

    void clear() {
        // Null out task references to prevent memory leak
        for (int i=1; i<=size; i++)
            queue[i] = null;

        size = 0;
    }

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:

    /**
     * The timer thread.
     */
    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：

    public void run() {
        try {
            mainLoop();
        } finally {
            // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
            synchronized(queue) {
                newTasksMayBeScheduled = false;
                queue.clear();  // Eliminate obsolete references
            }
        }
    }

最后是这个mainLoop方法，这方法比较长，截取开头一段：

    private void mainLoop() {
        while (true) {
            try {
                TimerTask task;
                boolean taskFired;
                synchronized(queue) {
                    // Wait for queue to become non-empty
                    while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
                        queue.wait();
                    if (queue.isEmpty())
                        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。