Java线程和多线程（十）——TimerTask

Java中的java.util.Timer是一个工具类，可以用于调度一个线程在将来的某一个时刻执行特定的任务。Java Timer类可以将一个任务定时执行一次，或者是以后以每隔一定的时间间隔来触发一次。

Java TimerTask

java.util.TimerTask是一个抽象类，也同时实现了Runnable接口的。我们可以继承这个类来创建我们自己的TimerTask之后由Timer来调度。

Java Timer举例

Java Timer类是线程安全的，多个线程可以共享一个Timer对象而不需要额外的同步操作。Timer类会使用java.util.TaskQueue来将Task以一定的时间间隔加入到队列之中，而且，在任何时候仅仅能有一个线程在运行TimerTask。举例来说，开发者创建了一个Timer每隔10秒来执行一次，但是单线程的执行需要使用20秒，那么Timer对象会持续将任务添加到队列中，只要线程的执行完成了，它会通知队列中另一个线程来立刻执行。

Java Timer类通过对象的wait和notify方法来调度任务。

参见如下代码：

package com.sapphire.threads;

import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class MyTimerTask extends TimerTask {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Timer task started at:"+new Date());
        completeTask();
        System.out.println("Timer task finished at:"+new Date());
    }

    private void completeTask() {
        try {
            //assuming it takes 20 secs to complete the task
            Thread.sleep(20000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String args[]){
        TimerTask timerTask = new MyTimerTask();
        //running timer task as daemon thread
        Timer timer = new Timer(true);
        timer.scheduleAtFixedRate(timerTask, 0, 10*1000);
        System.out.println("TimerTask started");
        //cancel after sometime
        try {
            Thread.sleep(120000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        timer.cancel();
        System.out.println("TimerTask cancelled");
        try {
            Thread.sleep(30000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

需要注意的是，上面的一个线程的执行会花掉20秒，但是Java的Timer对象调度的执行间隔是10秒执行一次，所以输出如下：

TimerTask started
Timer task started at:Fri Oct 14 12:59:27 CST 2016
Timer task finished at:Fri Oct 14 12:59:47 CST 2016
Timer task started at:Fri Oct 14 12:59:47 CST 2016
Timer task finished at:Fri Oct 14 13:00:07 CST 2016
Timer task started at:Fri Oct 14 13:00:07 CST 2016
Timer task finished at:Fri Oct 14 13:00:27 CST 2016
Timer task started at:Fri Oct 14 13:00:27 CST 2016
Timer task finished at:Fri Oct 14 13:00:47 CST 2016
Timer task started at:Fri Oct 14 13:00:47 CST 2016
Timer task finished at:Fri Oct 14 13:01:07 CST 2016
Timer task started at:Fri Oct 14 13:01:07 CST 2016
TimerTask cancelled
Timer task finished at:Fri Oct 14 13:01:27 CST 2016

输出也确认了一点，就是如果一个任务已经开始执行了，那么Timer会等待它的完成，而一旦完成，Timer会立刻开始执行队列中的下一个任务。

Java的对象可以以守护线程的方式来调度相关的任务。Timer的cancel()方法是用来结束Timer并抛弃其他的调度任务的。然而，这个方法不会影响现在正在执行的任务，而是让其继续运行下去。如果我们将Timer的运行配置为守护线程，那么无论我们是否调用cancel()方法，一旦用户线程完成执行，Timer都会立刻结束掉。

Timer类中包含多个schedule()方法，可以调度任务在指定时间执行一次，或者在一些延迟后来执行。Timer类中也包含了一些scheduleAtFixedRate()方法来以指定的时间间隔来运行一些任务。

注意：当使用Timer来进行任务调度的时候，开发者需要确认无时间间隔一定要大于线程的执行时间。否则，任务的队列会变得越来越长而实际的任务也会总是在执行。

前面的描述也相当于隐含着提到了Timer的可能的错误行为，那就是Timer执行任务的方式。Timer的实现是内部包含一个队列，和一个线程，然后来定时将任务添加到执行队列之中的。

public class Timer {
    private final TaskQueue queue = new TaskQueue();
    private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);
}

这样就可能出现问题，如果将2个TimerTask加入到Timer中进行执行，如果其中一个Timer执行的比较忙，而另一个需要执行的又比较快，可能就会出现问题。举例来说，两个任务，一个每隔300秒执行一次，一个每隔5秒执行一次，如果第一个任务执行了20秒才结束，那么因为上面实现的原因，会将第二个任务阻塞20秒，而一口气执行四次。所以开发者在使用Timer来进行任务调度的时候，需要考虑性能以及可能出现的错误行为。