面试突击34：如何使用线程池执行定时任务？
在 Java 语言中，有两个线程池可以执行定时任务：ScheduledThreadPool 和 SingleThreadScheduledExecutor，其中 SingleThreadScheduledExecutor 可以看做是 ScheduledThreadPool 的单线程版本，它的用法和 ScheduledThreadPool 是一样的，所以本文重点来看 ScheduledThreadPool 线程池的使用。
ScheduledThreadPool 执行定时任务的方法有以下 3 个：
- 使用 schedule 方法执行定时任务，只执行一次定时任务。
- 使用 scheduleAtFixedRate 方法执行定时任务，执行多次定时任务。
- 使用 scheduleWithFixedDelay 方法执行定时任务，执行多次定时任务。
接下来我们看这 3 个方法的具体使用和区别。
1.schedule
schedule 方法只能执行一次定时任务，它需要传递 3 个参数：
- 第 1 个参数：传递一个任务，Runnable 或 Callable 对象；
- 第 2 个参数：添加定时任务后，再过多久开始执行定时任务；
- 第 3 个参数：时间单位，配合参数 2 一起使用。
下面我们创建一个 3 秒以后执行的定时任务：
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ScheduledThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 创建 ScheduledThreadPool 线程池
ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
System.out.println("schedule 方法添加任务：" + LocalDateTime.now());
threadPool.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行 schedule 方法：" + LocalDateTime.now());
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS); // 3s 之后执行
// 以下代码是给业务方法一个时间对照信息
TimeUnit.SECONDS.sleep(10); // 休眠 10s
System.out.println("当前时间：" + LocalDateTime.now());
}
}
以上程序的执行结果如下图所示：
从上述结果中可以看出，使用 schedule 方法只能执行一次定时任务。
2.scheduleAtFixedRate
scheduleAtFixedRate 方法可以执行多次定时任务，此方法需要 4 个参数：
- 第 1 个参数：传递一个任务，Runnable 或 Callable 对象；
- 第 2 个参数：添加定时任务后，再过多久开始执行定时任务；
- 第 3 个参数：定时任务执行的时间间隔；
- 第 4 个参数：时间单位，配合参数 2 和参数 3 一起使用。
下面我们创建一个 3 秒后执行的定时任务，每个定时任务执行的时间间隔为 2 秒，实现代码如下：
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ScheduledThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 创建 ScheduledThreadPool 线程池
ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
System.out.println("scheduleAtFixedRate 方法添加任务：" + LocalDateTime.now());
threadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行 scheduleAtFixedRate 方法：" + LocalDateTime.now());
// 休眠 2s
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},
3L, // 3s 后开始执行定时任务
2L, // 定时任务的执行间隔为 2s
TimeUnit.SECONDS); // 描述上面两个参数的时间单位
}
}
以上程序的执行结果如下图所示：
从上述结果可以看出，当任务添加成功之后，3s 后开始执行第一个定时任务，之后每隔 2s 执行一次定时任务。
3.scheduleWithFixedDelay
scheduleWithFixedDelay 方法的使用和 scheduleAtFixedRate 类似，但执行效果完全不同，这个很容易理解如果效果一样就不用创建两个方法了。
scheduleWithFixedDelay 方法是在方法执行完成之后，再隔 N 秒执行下一个定时任务，和 scheduleAtFixedRate 的固定时间执行不同，scheduleWithFixedDelay 方法的执行受定时任务执行的时长影响，比如以下代码：
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ScheduledThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 创建 ScheduledThreadPool 线程池
ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
System.out.println("scheduleWithFixedDelay 方法添加任务：" + LocalDateTime.now());
threadPool.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行 scheduleWithFixedDelay 方法：" + LocalDateTime.now());
// 休眠 2s
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},
3L, // 3s 后开始执行定时任务
2L, // 定时任务执行完 2s 之后，再执行下一个定时任务
TimeUnit.SECONDS); // 描述上面两个参数的时间单位
}
}
以上程序的执行结果如下图所示：
从上述结果可以看出，定时任务在 3s 之后开始执行，以后每隔 4s 执行一次，这 4s 包含了，定时任务执行花费的 2s，加上每隔 2s 执行一次的时间间隔，也就是说 scheduleWithFixedDelay 是在任务执行完 N 秒之后，再执行下一次定时任务。
总结
线程池执行定时任务的实现方法有 3 个：
- 使用 schedule 方法执行定时任务，只执行一次定时任务。
- 使用 scheduleAtFixedRate 方法执行定时任务，执行多次定时任务，它的执行时间间隔是固定的，不受定时任务执行时长影响（定时任务时间间隔 > 任务执行时间）。
- 使用 scheduleWithFixedDelay 方法执行定时任务，执行多次定时任务，它是在定时任务执行完之后，再隔 N 秒开始执行下一次定时任务，它的执行时间受定时任务执行时长影响。
是非审之于己，毁誉听之于人，得失安之于数。
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