Java Timer使用讲解

时间:2022-11-03 UnicornLien 人气:0

Timer 详解

Timer 和 TimerTask 用于在后台线程中调度任务的 java.util 类。 TimerTask 负责任务的执行， Timer 负责任务的调度。

定时功能

Timer 提供了三种定时模式：

fixed delay
fixed rate

java.util包下提供了对定时任务的支持，涉及2个类：

Timer：定时器类
TimerTask：任务抽象类

使用该定时任务我们需要继承TimerTask抽象类，覆盖run方法编写任务执行代码，并利用Timer定时器对TimerTask进行调度。

编写一个任务：

TimerTask task = new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " " + Thread.currentThread().getName() + " task run ");
    }
};

接着使用Timer对TimerTask进行调度，Timer提供了多种方法，可分为一次性任务和可重复执行任务。

一、一次性任务

一次性任务是指Timer执行一次之后，该任务后续不再执行。

一次性任务包括2个方法，如下：

voidschedule(TimerTasktask,longdelay)：延迟delay毫秒后执行一次task
voidschedule(TimerTasktask,Datetime)：在指定时间time执行一次task，如果time过期，将会立即执行

二、可重复执行任务

可重复执行任务是指，任务允许按照设定的规则重复执行。

可重复执行任务共有4个方法，分为固定延时 schedule和固定速率 scheduleAtFixedRate：

voidschedule(TimerTasktask,longdelay,longperiod)：延迟delay毫秒后执行task，之后每隔period毫秒执行一次task
voidschedule(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)：在指定时间time执行一次task，之后每隔period毫秒执行一次task
voidscheduleAtFixedRate(TimerTasktask,longdelay,longperiod)：延迟delay毫秒后执行task，之后每隔period毫秒执行一次task
voidscheduleAtFixedRate(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)：在指定时间time执行一次task，之后每隔period毫秒执行一次task

示例1：schedule方法，延迟delay毫秒后执行task，之后每隔period毫秒执行一次task

System.out.println("启动于：" + DateUtil.formatNow());
Timer timer = new Timer("timer");
timer.schedule(task, 1000, 2000);

输出：

启动于：2022-10-31 10:05:15
2022-10-31 10:05:16 timer task run
2022-10-31 10:05:18 timer task run
2022-10-31 10:05:20 timer task run

示例2：schedule在指定时间time执行一次task，之后每隔period毫秒执行一次task

System.out.println("启动于：" + DateUtil.formatNow());
Timer timer = new Timer("timer");
timer.schedule(task, DateUtil.parse("2022-10-31 10:07:00", DateUtil.YYYY_MM_DD_HH24_MM_SS), 2000);

输出：

启动于：2022-10-31 10:06:39
2022-10-31 10:07:00 timer task run
2022-10-31 10:07:02 timer task run
2022-10-31 10:07:04 timer task run

固定延时 schedule 和固定速率 scheduleAtFixedRate 在正常情况下看起来功能基本是一致的，区别在于当任务耗时超出执行时间间隔period，后续任务被延误时，schedule和scheduleAtFixedRate的处理方式不同，后面介绍。

三、固定延时和固定速率区别(重点)

1. 介绍

由于Timer内部仅维护一个线程来执行所有任务，所以当前一个任务耗时过长，可能会导致后一个任务的执行被延误。

出现任务延误的情况下，固定延时 schedule和固定速率 scheduleAtFixedRate 的区别就在于，schedule会顺延，而scheduleAtFixedRate会把延误任务立马补上。

在网上看到几个非常恰当的例子，贴上来加深理解。

例1：

暑假到了老师给schedule和scheduleAtFixedRate两个同学布置作业。

老师要求学生暑假每天写2页，30天后完成作业。

这两个学生每天按时完成作业，直到第10天，出了意外，两个学生出去旅游花了5天时间，这5天时间里两个人都没有做作业。任务被拖延了。

这时候两个学生采取的策略就不同了：

schedule重新安排了任务时间，旅游回来的第一天做第11天的任务，第二天做第12天的任务，最后完成任务花了35天。

scheduleAtFixedRate是个守时的学生，她总想按时完成老师的任务，于是在旅游回来的第一天把之前5天欠下的任务以及第16天当天的任务全部完成了，之后还是按照老师的原安排完成作业，最后完成任务花了30天。

例2：

固定速率就好比你今天加班到很晚，但是到了第二天还必须准点到公司上班，如果你一不小心加班到了第二天早上 9 点，你就连休息的时间都没有了。

而固定时延的意思是你必须睡够 8 个小时再过来上班，如果你加班到凌晨 6 点，那就可以下午过来上班了。

固定速率强调准点，固定时延强调间隔。

如果任务必须每天准点调度，那就应该使用固定速率调度，并且要确保每个任务执行时间不要太长，避免超过period间隔。

如果任务需要每隔几分钟跑一次，那就使用固定时延调度，它不是很在乎单个任务要跑多长时间。

我们来模拟一下这个情况。

首先，我们对TimerTask进行修改，让它某一次任务产生大量耗时：

TimerTask task = new TimerTask() {
    private int i = 1;
    @Override
    public void run() {
        System.out.print(i + " " + DateUtil.formatNow() + " 开始执行, ");
        if(i == 3) {
            ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
        }
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 结束");
        i++;
    }
};

该任务在执行第3次时，将会休眠11秒，这将会导致延误后续的任务。

2. 固定速率

示例：

Timer timer = new Timer("timer");
timer.scheduleAtFixedRate(task, 5000, 2000);

设定任务延迟5秒后执行第1次任务，之后每2秒执行一次。

输出：

启动于：2022-10-31 15:51:24
1 2022-10-31 15:51:29 开始执行, 2022-10-31 15:51:29 结束
2 2022-10-31 15:51:31 开始执行, 2022-10-31 15:51:31 结束
3 2022-10-31 15:51:33 开始执行, 2022-10-31 15:51:44 结束 *
4 2022-10-31 15:51:44 开始执行, 2022-10-31 15:51:44 结束 *
5 2022-10-31 15:51:44 开始执行, 2022-10-31 15:51:44 结束 *
6 2022-10-31 15:51:44 开始执行, 2022-10-31 15:51:44 结束 *
7 2022-10-31 15:51:44 开始执行, 2022-10-31 15:51:44 结束 *
8 2022-10-31 15:51:44 开始执行, 2022-10-31 15:51:44 结束 *
9 2022-10-31 15:51:45 开始执行, 2022-10-31 15:51:45 结束
10 2022-10-31 15:51:47 开始执行, 2022-10-31 15:51:47 结束
11 2022-10-31 15:51:49 开始执行, 2022-10-31 15:51:49 结束

如果不存在第3次耗时11秒的情况下，正常任务执行时间应该为：

启动于：2022-10-31 15:51:24
1 2022-10-31 15:51:29 开始执行, 2022-10-31 15:51:29 结束
2 2022-10-31 15:51:31 开始执行, 2022-10-31 15:51:31 结束
3 2022-10-31 15:51:33 开始执行, 2022-10-31 15:51:33 结束 *
4 2022-10-31 15:51:35 开始执行, 2022-10-31 15:51:35 结束 *
5 2022-10-31 15:51:37 开始执行, 2022-10-31 15:51:37 结束 *
6 2022-10-31 15:51:39 开始执行, 2022-10-31 15:51:39 结束 *
7 2022-10-31 15:51:41 开始执行, 2022-10-31 15:51:41 结束 *
8 2022-10-31 15:51:43 开始执行, 2022-10-31 15:51:43 结束 *
9 2022-10-31 15:51:45 开始执行, 2022-10-31 15:51:45 结束
10 2022-10-31 15:51:47 开始执行, 2022-10-31 15:51:47 结束
11 2022-10-31 15:51:49 开始执行, 2022-10-31 15:51:49 结束

但是在第3次执行任务时因为执行耗时11秒，第4次本该在15:51:35开始执行并完成任务，却到了15:51:44才执行完成，这11秒延误了后续5个任务的正常执行，因此在15:51:44时，scheduleAtFixedRate赶作业把延误的5个任务一起执行了。

最后赶上了原本的进度，第9个任务准时在15:51:45执行。

3. 固定延时

示例：

Timer timer = new Timer("timer");
timer.schedule(task, 5000, 2000);

输出：

启动于：2022-10-31 15:56:59
1 2022-10-31 15:57:04 开始执行, 2022-10-31 15:57:04 结束
2 2022-10-31 15:57:06 开始执行, 2022-10-31 15:57:06 结束
3 2022-10-31 15:57:08 开始执行, 2022-10-31 15:57:19 结束 *
4 2022-10-31 15:57:19 开始执行, 2022-10-31 15:57:19 结束
5 2022-10-31 15:57:21 开始执行, 2022-10-31 15:57:21 结束
6 2022-10-31 15:57:24 开始执行, 2022-10-31 15:57:24 结束
7 2022-10-31 15:57:26 开始执行, 2022-10-31 15:57:26 结束
8 2022-10-31 15:57:28 开始执行, 2022-10-31 15:57:28 结束
9 2022-10-31 15:57:30 开始执行, 2022-10-31 15:57:30 结束
10 2022-10-31 15:57:32 开始执行, 2022-10-31 15:57:32 结束

如果不存在第3次耗时11秒的情况下，正常任务执行时间应该为：

启动于：2022-10-31 15:56:59
1 2022-10-31 15:57:04 开始执行, 2022-10-31 15:57:04 结束
2 2022-10-31 15:57:06 开始执行, 2022-10-31 15:57:06 结束
3 2022-10-31 15:57:08 开始执行, 2022-10-31 15:57:08 结束 *
4 2022-10-31 15:57:10 开始执行, 2022-10-31 15:57:10 结束
5 2022-10-31 15:57:12 开始执行, 2022-10-31 15:57:12 结束
6 2022-10-31 15:57:14 开始执行, 2022-10-31 15:57:14 结束
7 2022-10-31 15:57:16 开始执行, 2022-10-31 15:57:16 结束
8 2022-10-31 15:57:18 开始执行, 2022-10-31 15:57:18 结束
9 2022-10-31 15:57:20 开始执行, 2022-10-31 15:57:20 结束
10 2022-10-31 15:57:22 开始执行, 2022-10-31 15:57:22 结束

使用schedule调度，第4次任务本该在15:57:10开始执行，但由于耗时11秒直到15:57:19才开始。

而第3次任务实际是在19秒完成，完成后又在19秒立即执行第4次，中间少了2秒间隔，第4次完成后接着开始2秒一次，变为了从21秒开始执行第5次。

和我原本的推测不一样的是，本以为19秒完成后，第4次会隔2秒在21秒执行，没想到19秒会立即执行。

猜测与delay参数有关，但调整了delay后仍然一样，完成的那一秒还是会马上再执行第4次任务。

通过以上测试对比，我们可以感受到Timer中固定速率和固定延时的区别，但为了避免出错，使用Timer时应让TimerTask耗时尽可能短。

4. 其他要点

1.以上是仅第3次任务加上了耗时11秒，如果是所有任务都耗时11秒呢？

如果每次任务执行都耗时11秒，那么无论是固定速率还是固定延时，都将是11秒执行一个任务。

2.如果改为schedule(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)和scheduleAtFixedRate(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)来调度任务，firstTime指定为10点，而当前系统时间为11点，会出现什么情况呢？

虽然firstTime已经过期，但是Timer将会立即开始执行任务，之后按照period间隔重复执行任务。

3.如果TimerTask执行过程中抛出了异常会发生什么事情？

Timer内部仅维护一个线程，当任一TimerTask抛出异常，将导致此线程终止运行，该Timer负责的所有任务都无法执行。

四、调度多个TimerTask

在上一节中，介绍的是一个可重复执行的TimeTask，如果执行耗时大于设定的间隔period，将会影响该TimerTask下一次执行的时间点。

而这一节则是为了单独说明，一个Timer同时调度多个TimeTask也会互相影响。

示例：

TimerTask task1 = new TimerTask() {
    private int i = 1;
    @Override
    public void run() {
        System.out.print(i + " task1:" + DateUtil.formatNow() + " 开始执行, ");
        ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 结束");
        i++;
    }
};
TimerTask task2 = new TimerTask() {
    private int i = 1;
    @Override
    public void run() {
        System.out.print(i + "  task2:" + DateUtil.formatNow() + " 开始执行, ");
        ThreadUtil.sleep(11 * 1000);
        System.out.println(DateUtil.formatNow() + " 结束");
        i++;
    }
};

Timer timer = new Timer("timer");
timer.scheduleAtFixedRate(task1, 5000, 2000);
timer.scheduleAtFixedRate(task2, 5000, 2000);

输出：

1 task1:2022-10-31 16:58:27 开始执行, 2022-10-31 16:58:38 结束
1 task2:2022-10-31 16:58:38 开始执行, 2022-10-31 16:58:49 结束
2 task2:2022-10-31 16:58:49 开始执行, 2022-10-31 16:59:00 结束
2 task1:2022-10-31 16:59:00 开始执行, 2022-10-31 16:59:11 结束
3 task1:2022-10-31 16:59:11 开始执行, 2022-10-31 16:59:22 结束
3 task2:2022-10-31 16:59:22 开始执行, 2022-10-31 16:59:33 结束
4 task2:2022-10-31 16:59:33 开始执行, 2022-10-31 16:59:44 结束
4 task1:2022-10-31 16:59:44 开始执行, 2022-10-31 16:59:55 结束

可以发现，task1和task2其实都没有按照既定时间去执行任务了。

根本原因是在于，Timer内部仅维护一个线程执行所有TimerTask，为了避免错误，一个Timer对象最好仅调度一个TimerTask对象，除非可以确保多个TimerTask之间一定不会相互影响。

因此编写TimerTask时应当自行捕获异常。

五、取消任务

Timer在创建时实际上是默认在内部维护了一个非守护线程，即使任务全部执行完成，线程也并不会销毁。

Timer提供cancel()方法，可以手动调用取消定时器所有的任务，并销毁定时器。

如果想要Timer内部创建的是守护线程，可以使用以下构造方法创建定时器，设置isDaemon为true：

Timer(booleanisDaemon)

Timer(Stringname,booleanisDaemon)

如果没有自己定义name参数，默认Timer内部自动命名为“Timer-递增序号”，作为内部线程的线程名称，在构造方法内启动此线程。

如果是要取消单个任务，可以使用TimerTask的cancel()方法。

当TimerTask调用cancel之后，任务是取消了，但Timer自身并不能马上知道TimerTask被取消，而是在准备执行前才知道，因此Timer内部还维护着这个任务的引用。若希望Timer立即清除引用，可调用Timer.purge()立即执行清除。

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