Timer与TimerTask的真正原理&使用介绍

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Timer与TimerTask的真正原理&使用介绍相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

其实就Timer来讲就是一个调度器,而TimerTask呢只是一个实现了run方法的一个类,而具体的TimerTask需要由你自己来实现,例如这样:

imer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() 
        public void run() 
            System.out.println("abc");
        
, 200000 , 1000);

这里直接实现一个TimerTask(当然,你可以实现多个TimerTask,多个TimerTask可以被一个Timer会被分配到多个Timer中被调度,后面会说到Timer的实现机制就是说内部的调度机制),然后编写run方法,20s后开始执行,每秒执行一次,当然你通过一个timer对象来操作多个timerTask,其实timerTask本身没什么意义,只是和timer集合操作的一个对象,实现它就必然有对应的run方法,以被调用,他甚至于根本不需要实现Runnable,因为这样往往混淆视听了,为什么呢?也是本文要说的重点。

在说到timer的原理时,我们先看看Timer里面的一些常见方法:

 

public void schedule(TimerTask task, long delay)

这个方法是调度一个task,经过delay(ms)后开始进行调度,仅仅调度一次。

public void schedule(TimerTask task, Date time)

在指定的时间点time上调度一次。

public void schedule(TimerTask task, long delay, long period)

这个方法是调度一个task,在delay(ms)后开始调度,每次调度完后,最少等待period(ms)后才开始调度。

public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)

和上一个方法类似,唯一的区别就是传入的第二个参数为第一次调度的时间。

public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)

调度一个task,在delay(ms)后开始调度,然后每经过period(ms)再次调度,貌似和方法:schedule是一样的,其实不然,后面你会根据源码看到,schedule在计算下一次执行的时间的时候,是通过当前时间(在任务执行前得到) + 时间片,而scheduleAtFixedRate方法是通过当前需要执行的时间(也就是计算出现在应该执行的时间)+ 时间片,前者是运行的实际时间,而后者是理论时间点,例如:schedule时间片是5s,那么理论上会在5、10、15、20这些时间片被调度,但是如果由于某些CPU征用导致未被调度,假如等到第8s才被第一次调度,那么schedule方法计算出来的下一次时间应该是第13s而不是第10s,这样有可能下次就越到20s后而被少调度一次或多次,而scheduleAtFixedRate方法就是每次理论计算出下一次需要调度的时间用以排序,若第8s被调度,那么计算出应该是第10s,所以它距离当前时间是2s,那么再调度队列排序中,会被优先调度,那么就尽量减少漏掉调度的情况。

public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime,long period)

方法同上,唯一的区别就是第一次调度时间设置为一个Date时间,而不是当前时间的一个时间片

 首先看Timer的构造方法有几种:

构造方法1:无参构造方法,简单通过Tiemer为前缀构造一个线程名称

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

传入是否为后台线程,如果设置为后台线程,则主线程结束后,timer自动结束,而无需使用cancel来完成对timer的结束

构造方法2:传入了是否为后台线程,后台线程当且仅当进程结束时,自动注销掉。

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

另外两个构造方法负责传入名称和将timer启动:

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

这里有一个thread,这个thread很明显是一个线程,被包装在了Timer类中,我们看下这个thread的定义是:

private TimerThread thread = new TimerThread(queue);

而定义TimerThread部分的是:

class TimerThread extends Thread 

看到这里知道了,Timer内部包装了一个线程,用来做独立于外部线程的调度,而TimerThread是一个default类型的,默认情况下是引用不到的,是被Timer自己所使用的。

除了上面提到的thread,还有一个很重要的属性是:

private TaskQueue queue = new TaskQueue();

看名字就知道是一个队列,队列里面可以先猜猜看是什么,那么大概应该是我要调度的任务吧

里面还有一个属性是:threadReaper,它是Object类型,只是重写了finalize方法而已,是为了垃圾回收的时候,将相应的信息回收掉,做GC的回补,也就是当timer线程由于某种原因死掉了,而未被cancel,里面的队列中的信息需要清空掉,不过我们通常是不会考虑这个方法的,所以知道java写这个方法是干什么的就行了。

TaskQueue的结构很简单,为一个数组,加一个size,有点像ArrayList,是不是长度就128呢,当然不是,ArrayList可以扩容,它可以,只是会造成内存拷贝而已,所以一个Timer来讲,只要内部的task个数不超过128是不会造成扩容的;内部提供了add(TimerTask)、size()、getMin()、get(int)、removeMin()、quickRemove(int)、rescheduleMin(long newTime)、isEmpty()、clear()、fixUp()、fixDown()、heapify();

这里面的方法大概意思是:

add(TimerTaskt)为增加一个任务

size()任务队列的长度

getMin()获取当前排序后最近需要执行的一个任务,下标为1,队列头部0是不做任何操作的。

get(inti)获取指定下标的数据,当然包括下标0.

removeMin()为删除当前最近执行的任务,也就是第一个元素,通常只调度一次的任务,在执行完后,调用此方法,就可以将TimerTask从队列中移除。

quickRmove(inti)删除指定的元素,一般来说是不会调用这个方法的,这个方法只有在Timer发生purge的时候,并且当对应的TimerTask调用了cancel方法的时候,才会被调用这个方法,也就是取消某个TimerTask,然后就会从队列中移除(注意如果任务在执行中是,还是仍然在执行中的,虽然在队列中被移除了),还有就是这个cancel方法并不是Timer的cancel方法而是TimerTask,一个是调度器的,一个是单个任务的,最后注意,这个quickRmove完成后,是将队列最后一个元素补充到这个位置,所以此时会造成顺序不一致的问题,后面会有方法进行回补。

rescheduleMin(long newTime)是重新设置当前执行的任务的下一次执行时间,并在队列中将其从新排序到合适的位置,而调用的是后面说的fixDown方法。

对于fixUp和fixDown方法来讲,前者是当新增一个task的时候,首先将元素放在队列的尾部,然后向前找是否有比自己还要晚执行的任务,如果有,就将两个任务的顺序进行交换一下。而fixDown正好相反,执行完第一个任务后,需要加上一个时间片得到下一次执行时间,从而需要将其顺序与后面的任务进行对比下。

最后一个方法是heapify,其实就是将队列的后半截,全部做一次fixeDown的操作,这个操作主要是为了回补quickRemove方法,当大量的quickRmove后,顺序被打乱后,此时将一半的区域做一次非常简单的排序即可。

我们继续回到Timer,里面还有两个方法是:cancel()和方法purge()方法,其实就cancel方法来讲,一个取消操作,在测试中你会发现,如果一旦执行了这个方法timer就会结束掉

当你对很多Task做了cancel操作后,此时通过调用purge方法实现对这些cancel掉的类空间的回收,上面已经提到,此时会造成顺序混乱,所以需要调用队里的heapify方法来完成顺序的重排

以上是关于Timer与TimerTask的真正原理&使用介绍的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Java并发编程原理与实战三十八:多线程调度器(ScheduledThreadPoolExecutor)

任务调度之Timer与TimerTask配合

Android 开发 重写定位器类Timer与TimerTask

Java基础系列6:计时器Timer与新闻的定时自动采集

java 多线程原理分析

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