Java多线程定时器Timer原理及实现

前言

定时/计划功能在Java应用的各个领域都使用得非常多，比方说Web层面，可能一个项目要定时采集话单、定时更新某些缓存、定时清理一批不活跃用户等等。定时计划任务功能在Java中主要使用的就是Timer对象，它在内部使用多线程方式进行处理，所以它和多线程技术关联还是相当大的。那和ThreadLocal一样，还是先讲原理再讲使用，Timer的实现原理不难，就简单扫一下就好了。

Timer的schedule(TimeTask task, Date time)的使用

该方法的作用是在执行的日期执行一次任务

1、执行任务的时间晚于当前时间：未来执行

private static Timer timer = new Timer();
static public class MyTask extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("运行了！时间为：" + new Date());
 }
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
 MyTask task = new MyTask();
 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 String dateString = "2015-10-6 12:14:00";
 Date dateRef = sdf.parse(dateString);
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 timer.schedule(task, dateRef);
}

看一下运行效果：

字符串时间：2015-10-6 12:14:00 当前时间：2015-10-6 12:13:23
运行了！时间为：Tue Oct 06 12:14:00 CST 2015

执行时间和但前时间不一致，而是和dateRef的时间一直，证明了未来执行。任务虽然执行完了，但进程没有销毁，控制台上的方框可以看到还是红色的，看下Timer的源代码：

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

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

所以，启动一个Timer就是启动一个新线程，但是这个新线程并不是守护线程，所以它会一直运行。要运行完就让进程停止的话，设置Timer为守护线程就好了，有专门的构造函数可以设置：

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

public Timer(String name, boolean isDaemon) {
 thread.setName(name);
 thread.setDaemon(isDaemon);
 thread.start();
}

2、计划时间早于当前时间：立即执行

如果执行任务的时间早于当前时间，那么立即执行task的任务：

private static Timer timer = new Timer();
static public class MyTask extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("运行了！时间为：" + new Date());
 }
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
 MyTask task = new MyTask();
 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 String dateString = "2014-10-6 12:14:00";
 Date dateRef = sdf.parse(dateString);
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 timer.schedule(task, dateRef);
}

看一下运行效果：

字符串时间：2014-10-6 12:14:00 当前时间：2015-10-6 12:20:10
运行了！时间为：Tue Oct 06 12:20:10 CST 2015

执行时间和当前时间一致，证明了立即执行

3、多个TimerTask任务执行

Timer中允许有多个任务：

private static Timer timer = new Timer();
static public class MyTask extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("运行了！时间为：" + new Date());
 }
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
 MyTask task1 = new MyTask();
 MyTask task2 = new MyTask();
 SimpleDateFormat sdf1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 SimpleDateFormat sdf2 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 String dateString1 = "2015-10-6 12:26:00";
 String dateString2 = "2015-10-6 12:27:00";
 Date dateRef1 = sdf1.parse(dateString1);
 Date dateRef2 = sdf2.parse(dateString2);
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef1.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef2.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 timer.schedule(task1, dateRef1);
 timer.schedule(task2, dateRef2);
}

看一下运行结果：

字符串时间：2015-10-612:26:00当前时间：2015-10-612:25:38

字符串时间：2015-10-612:27:00当前时间：2015-10-612:25:38

运行了！时间为：TueOct0612:26:00CST2015

运行了！时间为：TueOct0612:27:00CST2015

可以看到，运行时间和设置的时间一致，证明了未来可以执行多个任务。另外注意，Task是以队列的方式一个一个被顺序执行的，所以执行的时间有可能和预期的时间不一致，因为前面的任务可能消耗过长，后面任务的运行时间也有可能被延迟。

代码就不写了，举个例子，任务1计划12:00:00被执行，任务2计划12:00:10被执行，结果任务1执行了30秒，那么任务2将在12:00:30被执行，因为Task是被放入队列中的，因此必须一个一个顺序运行。

Timer的schedule(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)

该方法的作用是在指定的日期之后，按指定的间隔周期性地无限循环地执行某一人物

1、计划时间晚于当前时间：未来执行

static public class MyTask extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("运行了！时间为：" + new Date());
 }
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
 MyTask task = new MyTask();
 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 String dateString = "2015-10-6 18:00:00";
 Timer timer = new Timer();
 Date dateRef = sdf.parse(dateString);
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 timer.schedule(task, dateRef, 4000);
}

看一下运行结果：

字符串时间：2015-10-6 18:01:00 当前时间：2015-10-6 18:00:15
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:01:00 CST 2015
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:01:04 CST 2015
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:01:08 CST 2015
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:01:12 CST 2015
...

看到从设定的时间开始，每隔4秒打印一次，无限打印下去

2、计划时间早于当前时间：立即执行

static public class MyTask extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("运行了！时间为：" + new Date());
 }
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
 MyTask task = new MyTask();
 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 String dateString = "2014-10-6 18:01:00";
 Timer timer = new Timer();
 Date dateRef = sdf.parse(dateString);
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 timer.schedule(task, dateRef, 4000);
}

看一下运行结果：

字符串时间：2014-10-6 18:01:00 当前时间：2015-10-6 18:02:46
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:02:46 CST 2015
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:02:50 CST 2015
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:02:54 CST 2015
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:02:58 CST 2015
运行了！时间为：Tue Oct 06 18:03:02 CST 2015
...

看到运行时间比当前时间早，从当前时间开始，每隔4秒打印一次，无限循环下去

TimerTask的cancel()方法

TimerTask的cancel()方法的作用是将自身从任务队列中清除：

static public class MyTaskA extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("A运行了！时间为：" + new Date());
   this.cancel();
 }
}

static public class MyTaskB extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("B运行了！时间为：" + new Date());
 }
}

public static void main(String[] args) throws Exception
{
 MyTaskA taskA = new MyTaskA();
 MyTaskB taskB = new MyTaskB();
 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 String dateString = "2015-10-6 18:10:00";
 Timer timer = new Timer();
 Date dateRef = sdf.parse(dateString);
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 timer.schedule(taskA, dateRef, 4000);
 timer.schedule(taskB, dateRef, 4000);  
}

看一下运行结果：

字符串时间：2015-10-6 18:10:00 当前时间：2015-10-6 18:09:47
A运行了！时间为：Tue Oct 06 18:10:00 CST 2015
B运行了！时间为：Tue Oct 06 18:10:00 CST 2015
B运行了！时间为：Tue Oct 06 18:10:04 CST 2015
B运行了！时间为：Tue Oct 06 18:10:08 CST 2015
B运行了！时间为：Tue Oct 06 18:10:12 CST 2015
...

看到TimeTask的cancel()方法是将自身从任务队列中被移除，其他任务不受影响

Timer的cancel()方法

把上面代码改动一下：

private static Timer timer = new Timer();

static public class MyTaskA extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("A运行了！时间为：" + new Date());
   timer.cancel();
 }
}

static public class MyTaskB extends TimerTask
{
 public void run()
 {
   System.out.println("B运行了！时间为：" + new Date());
 }
}

public static void main(String[] args) throws Exception
{
 MyTaskA taskA = new MyTaskA();
 MyTaskB taskB = new MyTaskB();
 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
 String dateString = "2015-10-6 18:10:00";
 Date dateRef = sdf.parse(dateString);
 System.out.println("字符串时间：" + dateRef.toLocaleString() + " 当前时间：" + new Date().toLocaleString());
 timer.schedule(taskA, dateRef, 4000);
 timer.schedule(taskB, dateRef, 4000);
}

看一下运行结果：

字符串时间：2015-10-618:10:00当前时间：2015-10-618:14:15

A运行了！时间为：TueOct0618:14:15CST2015

全部任务都被清除，并且进程被销毁。不过注意一下，cancel()方法未必一定会停止执行计划任务，可能正常执行，因为cancel()方法会尝试去获取queue锁，如果并没有获取到queue锁的话，TimerTask类中的任务继续执行也是完全有可能的

其他方法

再列举一些Timer中的其他schedule的重载方法的作用，就不提供证明的代码了，可以自己尝试一下：

1、schedule(TimerTasktask,longdelay)

以当前时间为参考，在此时间基础上延迟指定的毫秒数后执行一次TimerTask任务

2、schedule(TimerTasktask,longdelay,longperiod)

以当前时间为参考，在此时间基础上延迟指定的毫秒数后，以period为循环周期，循环执行TimerTask任务

3、scheduleAtFixedRate(TimerTasktask,DatefirstTime,longperiod)

在延时的场景下，schedule方法和scheduleAtFixedRate方法没有区别，它们的区别只是在非延时上。如果执行任务的时间没有被延时，对于schedule方法来说，下一次任务执行的时间参考的是上一次任务的开始时间来计算的；对于scheduleAtFixedRate方法来说，下一次任务执行的时间参考的是上一次任务的结束时间来计算的

总结

java多线程编程实例

浅谈Java多线程的优点及代码示例

Java多线程之readwritelock读写分离的实现代码

如有不足之处，欢迎留言指出。

来源：https://www.cnblogs.com/xrq730/p/4856985.html