Java定时器-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java定时器。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

什么是定时器？

如何使用定时器？

schedule

Timer的构造方法

cancel

定时器的模拟实现

思路分析

实现过程

完整代码

什么是定时器？

定时器：即在设定的时间时执行某事的设备（例如闹钟，在指定的时间响铃），Java中的定时器会在到达设定的时间后，执行指定的代码

Java标准库中提供了一个定时器 Timer类 供我们使用，位于java.util中

如何使用定时器？

schedule

对于Timer类，其核心方法为schedule

public void schedule(TimerTask task, long delay)

其中包含两个参数，

TimerTask是一个抽象类，其子类是一个可以被Timer执行的任务，要执行的任务代码在run()方法中实现

Java定时器,JavaEE,开发语言,java,定时器,多线程

task 即到达时间后要执行的任务代码，其必须是 TimerTask 的子类，通过继承TimerTask类并重写run()方法来指定具体的任务

delay即指定要等待的时间（单位为毫秒）

Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("3000");
    }
},3000);//3秒后打印3000

public void schedule(TimerTask task, Date time)

在time时间执行task任务一次

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

在delay后执行task一次，之后每period时间后执行task

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

在firstTime时执行task一次，之后每period时间后执行task，若时间为过去时间，则会立即执行

Timer的构造方法

Timer timer = new Timer()

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

调用this("Timer-" + serialNumber())，以 Timer- +序列号作为定时器的名字

Timer timer = new Timer(String name) 以name作为定时器的名字

Timer timer = new Timer(boolean isDeamon) 是否将该定时器作为守护线程执行

Timer timer = new Timer(String name, boolean isDeamon) 以name作为定时器名字，是否将该定时器作为守护线程

cancel

cancel方法用于终止Timer线程

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

//定时器的使用
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Timer timer = new Timer();
        Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello");
            }
        },date,2000);
        Thread.sleep(5000);//若主线程不休眠，直接执行cancel方法，则定时器还来不及执行就被关闭了
        timer.cancel();
    }
}

注：

1. 每一个Timer仅对应一个线程，而不是每调用一次schedule就创建一个线程

2. Timer是线程安全的

定时器的模拟实现

了解了什么是定时器和定时器的使用之后，那么定时器是如何实现的呢？

我们通过模拟实现定时器来进一步了解定时器的原理

这里我们仅模拟 Timer 不带参数的构造方法和等待delay时间后执行task的schedule

思路分析

要想实现定时器，首先我们要分析定时器需要完成的功能，以及如何实现这些功能

Timer类通过schedule添加等待delay时间后执行的任务代码，因此我们需要一个容器来存放这些任务，且先到达指定时间的代码先执行，因此我们可以使用优先级队列来存放 task（其中task带有时间属性，记录任务执行的时间），队首元素是最先执行的任务

同时，我们也需要有一个线程来扫描队首元素，判断队首元素是否需要执行

因此，模拟定时器需完成：

1. 优先级队列，用于存放task，队首元素是最先执行的任务

2. task中带有时间属性，记录task执行的时间

3. 线程worker 扫描队首元素，判断队首元素是否需要执行

4. 保证定时器线程安全

实现过程

我们首先创建MyTimer:

class MyTimer{
    private Thread worker = null;//用来扫描队首元素，判断其是否需要执行
    //任务队列，优先执行时间短的任务线程
    private PriorityQueue<MyTimerTask> queue = new PriorityQueue<>();
    public void schedule(Runnable runnable, long delay){
      
    }
}

MyTimer中包含一个优先级队列，其中存放任务task，因此我们创建MyTimer类:

MyTimerTask类用于描述一个任务（作为Timer的内部类），里面包含一个Runnable对象和一个time(毫秒时间戳)（由于传入的delay是等待时间，因此要将其转换为执行时间）

class MyTimerTask{
    private long time;//ms级别的时间戳
    private Runnable runnable;//要执行的代码
    //构造方法
    public MyTimerTask(Runnable runnable, long delay){
        this.runnable = runnable;
        //计算要执行的时间
        this.time = System.currentTimeMillis() + delay;
    }

    //run方法
    public void run(){
        runnable.run();
    }

    public long getTime(){
        return  time;//返回时间戳
    }
}

由于MyTimerTask对象要放到优先级队列中，因此必须可比较，这里我们实现Comparable接口，使其可以进行比较

重写其中的compareTo方法，让执行时间小的元素优先出队列

@Override
public int compareTo(MyTimerTask o) {
    return (int)(this.time - o.time);
}

接下来我们实现schedule方法，

schedule方法要实现的功能为：将新增的任务添加到队列中

//通过schedule，添加要执行的线程
public void schedule(Runnable runnable, long delay){
    MyTimerTask task = new MyTimerTask(runnable, delay);
    //将任务添加到队列中
    queue.offer(task);
}

然后我们来实现MyTimerTask的构造方法：

在构造方法中，我们要实现的功能有：

1. 扫描队首元素，判断其是否到达执行时间，若到达执行时间，就执行任务代码，若未到达时间，则等待

由于我们要保证线程安全，因此我们需要相关操作进行加锁

在这里，我们通过创建锁对象进行加锁（也可以通过this进行加锁）

我们实现实现worker扫描队首元素

worker要反复扫描队首元素，然后判断队首元素是否到达指定时间

public MyTimer(){
    worker = new Thread(()-> {
        //反复扫描队首元素，然后判定队首元素是否到时间
        //未到时间，等待
        //到时间，执行任务并将其从任务队列中删除
        while (true) {
            if (queue.isEmpty()) {
                //队列为空，要等待添加任务

            }
            //队列不为空，获取队首元素
            MyTimerTask task = queue.peek();
            //获取当前时间
            long curTime = System.currentTimeMillis();
            //判断是否到任务时间
            if (curTime >= task.getTime()) {
                task.run();
                queue.poll();
            } else {
                //未到任务执行时间，等待

            }
        }
    });
    worker.start();
}

在判断队列为空时，要等待调用schedule方法向队列中添加元素后才解除阻塞状态，因此我们可以使用wait()方法，等待schedule唤醒，然后也可能由于其他原因被意外唤醒，因此我们使用while循环来判断队列是否为空，在结束阻塞状态后，再进行一次判断，保证队列不为空

而在未到达任务时间时，则使用 wait(task.getTime() - curTime) 等待指定时间后再解除阻塞状态，然后再进行判断。而若是在等待期间插入了新的任务，也需要解除阻塞状态，判断新插入的是否需要先执行、是否到达执行时间

因此，在schedule方法中，完成添加任务操作后，需要唤醒阻塞的线程

而在执行添加任务操作时，也需要进行加锁，保证线程安全

    public void schedule(Runnable runnable, long delay){
        synchronized (locker) {
            MyTimerTask task = new MyTimerTask(runnable, delay);//将任务添加到队列中
            queue.offer(task);
            //将任务添加到队列中后，就可以唤醒阻塞的扫描线程了
            locker.notify();
        }
    }

接下来，我们对构造方法中的判断和执行操作进行加锁

       public MyTimer(){
        worker = new Thread(()->{
            //扫描线程反复扫描队首元素，然后判定队首元素是否到时间
            //未到时间，阻塞
            //到时间，执行任务并将其从任务队列中删除
            while (true) {
                try{
                    synchronized (locker) {
                        while (queue.isEmpty()) {
                            //阻塞等待
                            locker.wait();
                        }
                        MyTimerTask task = queue.peek();
                        //获取当前时间
                        long curTime = System.currentTimeMillis();
                        //判断是否到任务时间
                        if (curTime >= task.getTime()) {
                            task.run();
                            queue.poll();
                        } else {
                            //阻塞等待
                            locker.wait(task.getTime() - curTime);

                        }
                    }
                }catch (InterruptedException e){
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        });
        worker.start();
    }

完整代码

MyTimerTask:

class MyTimerTask implements Comparable<MyTimerTask>{
    private long time;//ms级别的时间戳
    private Runnable runnable;//要执行的代码
    //构造方法
    public MyTimerTask(Runnable runnable, long delay){
        this.runnable = runnable;
        //计算要执行的绝对时间
        this.time = System.currentTimeMillis() + delay;
    }

    //run方法
    public void run(){
        runnable.run();
    }

    public long getTime(){
        return  time;//返回时间戳
    }

    //重写compareTo,通过时间进行比较

    @Override
    public int compareTo(MyTimerTask o) {
        return (int)(this.time - o.time);
    }
}

MyTimer:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-774859.html

//模拟实现定时器
class MyTimer{
    private Thread worker = null;//用来扫描队首元素，判断其是否需要执行
    //任务队列，优先执行时间短的任务线程
    private PriorityQueue<MyTimerTask> queue = new PriorityQueue<>();
    //创建锁对象
    private Object locker = new Object();

    //通过schedule，添加要执行的线程
    public void schedule(Runnable runnable, long delay){
        synchronized (locker) {
            MyTimerTask task = new MyTimerTask(runnable, delay);//将任务添加到队列中
            queue.offer(task);
            //将任务添加到队列中后，就可以唤醒阻塞的扫描线程了
            locker.notify();
        }
    }

    //构造方法，创建扫描线程，让扫描线程进行判定和执行
        public MyTimer(){
        worker = new Thread(()->{
            //扫描线程反复扫描队首元素，然后判定队首元素是否到时间
            //未到时间，阻塞
            //到时间，执行任务并将其从任务队列中删除
            while (true) {
                try{
                    synchronized (locker) {
                        while (queue.isEmpty()) {
                            //阻塞等待
                            locker.wait();
                        }
                        MyTimerTask task = queue.peek();
                        //获取当前时间
                        long curTime = System.currentTimeMillis();
                        //判断是否到任务时间
                        if (curTime >= task.getTime()) {
                            task.run();
                            queue.poll();
                        } else {
                            //阻塞等待
                            locker.wait(task.getTime() - curTime);

                        }
                    }
                }catch (InterruptedException e){
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        });
        worker.start();
    }
}

到了这里，关于Java定时器的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！