Java 定时器的多种实现方式

目录

• 一、前言
• （1）Timer
• （2）DelayedQueue 延迟队列
• （3）ScheduledThreadPoolExecutor
• （4）ScheduledThreadPoolExecutor

一、前言

定时器有三种表现形式：

• 按固定周期定时执行
• 延迟一定时间后执行
• 指定某个时刻执行

JDK 提供了三种常用的定时器实现方式，分别为：

• Timer
• DelayedQueue 延迟队列
• ScheduledThreadPoolExecutor

（1）Timer

发现 eureka 中大量使用了 Timer 定时器：

• Timer 属于 JDK 比较早期版本的实现，它可以实现固定周期的任务，以及延迟任务。
• Timer 会起动一个异步线程去执行到期的任务，任务可以只被调度执行一次，也可以周期性反复执行多次。

Timer 是如何使用的，示例代码如下：

Timer timer = new Timer();
timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        // 业务代码
    }
}, 5000, 5000);  // 5s 后调度一个周期为 5s 的定时任务

• TimerTask 是实现了 Runnable 接口的抽象类
• Timer 负责调度和执行 TimerTask

Timer 的内部构造，如下：

public class Timer {
    // 小根堆，run操作 O(1)、新增 O(logn)、cancel O(logn)
    private final TaskQueue queue = new TaskQueue();
    // 创建另外线程，任务处理，会轮询 queue
    private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);
    public Timer(String name) {
        thread.setName(name);
        thread.start();
    }
}

Timer 它是存在不少设计缺陷的，所以并不推荐用户使用：

• Timer 是单线程模式，如果某个 TimerTask 执行时间很久，会影响其他任务的调度。
• Timer 的任务调度是基于系统绝对时间的，如果系统时间不正确，可能会出现问题。
• TimerTask 如果执行出现异常，Timer 并不会捕获，会导致线程终止，其他任务永远不会执行。

（2）DelayedQueue 延迟队列

特征如下：

• DelayedQueue 是 JDK 中一种可以延迟获取对象的阻塞队列，其内部是采用优先级队列 PriorityQueue 存储对象
• DelayQueue 中的每个对象都必须实现 Delayed 接口，并重写 compareTo 和 getDelay 方法

DelayedQueue 的使用方法如下：

public class DelayQueueTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BlockingQueue<SampleTask> delayQueue = new DelayQueue<>();
        long now = System.currentTimeMillis();
        delayQueue.put(new SampleTask(now + 1000));
        delayQueue.put(new SampleTask(now + 2000));
        delayQueue.put(new SampleTask(now + 3000));
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            System.out.println(new Date(delayQueue.take().getTime()));
        }
    }
    static class SampleTask implements Delayed {
        long time;
        public SampleTask(long time) {
            this.time = time;
        }
        public long getTime() {
            return time;
        }
        @Override
        public int compareTo(Delayed o) {
            return Long.compare(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS), o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
        }
        @Override
        public long getDelay(TimeUnit unit) {
            return unit.convert(time - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
        }
    }
}

（3）ScheduledThreadPoolExecutor

JDK 提供了功能更加丰富的 ScheduledThreadPoolExecutor

public class ScheduledExecutorServiceTest {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        executor.scheduleAtFixedRate(() -> System.out.println("Hello World"), 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS); // 1s 延迟后开始执行任务，每 2s 重复执行一次
    }
}

ScheduledThreadPoolExecutor 使用了阻塞队列 DelayedWorkQueue。

（4）ScheduledThreadPoolExecutor

线程应该是最常见的实现方案，创建一个线程执行任务即可，举例几个不同的写法，代码如下

4.1.使用thread + runnable

package com.yezi_tool.demo_basic.test;

import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;

@Component
public class ThreadTest {

    private Integer count = 0;

    public ThreadTest() {
        test1();
    }

    public void test1() {
        new Thread(() -> {
            while (count < 10) {
                System.out.println(new Date().toString() + ": " + count);
                count++;
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
    }
}

4.2.使用线程池 + runnable

package com.yezi_tool.demo_basic.test;

import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

@Component
public class ThreadTest {

    private static final ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);// 线程池
    private Integer count = 0;

    public ThreadTest() {
        test2();
    }

    public void test2() {
        threadPool.execute(() -> {
            while (count < 10) {
                System.out.println(new Date().toString() + ": " + count);
                count++;
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }
}

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