详解java定时任务---Timer篇

一、简介
      在java的jdk中提供了Timer、TimerTask两个类来做定时任务。

    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。
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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，该方法有多种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。

 

二、实例

 2.1、指定延迟时间执行定时任务

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

运行结果：

首先打印：timer begin....
 
3秒后打印：Time's up!!!!

 2.2、在指定时间执行定时任务

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();
        calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 11);
        calendar.set(Calendar.MINUTE, 39);
        calendar.set(Calendar.SECOND, 00);
        Date time = calendar.getTime();
        
        return time;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new TimerTest02();
    }
}
 
public class TimerTaskTest02 extends TimerTask{
 
    @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=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014
指定时间执行线程任务...

如果大于该时间不想要执行的解决办法：

public class SandTimer {
    public void timerRun() {
        // 一天的毫秒数
        long daySpan = 24 * 60 * 60 * 1000;
        // 规定的每天时间09:16:00运行
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd 09:16:00");
        // 首次运行时间
        try {
            Date startTime = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").parse(sdf.format(new Date()));
            // 如果今天的已经过了 首次运行时间就改为明天
            if (System.currentTimeMillis() > startTime.getTime()){
                startTime = new Date(startTime.getTime() + daySpan);
            }
            Timer t = new Timer();
            TimerTask task = new TimerTask() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.print("定时器执行");
                }
            };
            // 以每24小时执行一次
            t.schedule(task, startTime, daySpan);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SandTimer().timerRun();
    }
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作者：小贪1 
来源：CSDN 
原文：https://blog.csdn.net/x2570799116/article/details/78860448 
版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！

 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

public class TimerTest03 {
    Timer timer;
    
    public TimerTest03(){
        timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTaskTest03(), 1000, 2000);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new TimerTest03();
    }
}
 
public 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);
    }
}

    运行结果:

本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014
本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014
本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014
本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014
本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014
本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014
................

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。

      

2.4、分析schedule和scheduleAtFixedRate

  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，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，比如说本来是1,3,5这样的时间间隔执行的，因为某种原因第一个任务执行了4秒钟，那么就变成了1,7,9 

      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。

   就是说，本来它是计划1,3,5这样的间隔执行的，那么一定会是1,3,5这样的时间点执行，不管前面的任务执行了多少时间。

 

    

三、Timer的缺陷

3.1、Timer的缺陷
     1.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。

     2.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，已经被安排但尚未执行的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：

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(4000);    //线程休眠4000
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, 1000);
    }
    
    public void timerTwo(){
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                System.out.println("timerTwo invoked ,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
            }
        }, 3000);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        TimerTest04 test = 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：

 

timerOne invoked ,the time:1001
timerOne invoked ,the time: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：

timerOne invoked ,the time:1000
timerTwo invoked ,the time:5001

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：

public class TimerTest04 {
    private Timer timer;
    
    public TimerTest04(){
        this.timer = new Timer();
    }
    
    public void timerOne(){
        timer.schedule(new TimerTask() {
            public void run() {
                throw new RuntimeException(); //抛出异常
            }
        }, 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();
    }
}

运行结果：timerOne抛出异常，导致timerTwo任务终止。

3.2、用ScheduledExecutorService替代Timer

 1、解决问题一：

public class ScheduledExecutorTest {
    private  ScheduledExecutorService scheduExec;
    
    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,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();
    }
}

   运行结果：

timerOne,the time:1003
timerTwo,the time:2005          这2个时间每次执行都会有些偏差

  2、解决问题二

 

public class ScheduledExecutorTest {
    private  ScheduledExecutorService scheduExec;
    
    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("timerTwo invoked .....");
            }
        },2000,500,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorTest test = new ScheduledExecutorTest();
        test.timerOne();
        test.timerTwo();
    }
}

     运行结果：

 

timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
timerTwo invoked .....
........................

 

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