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Java Timer 定时任务实现原理及缺陷分析

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java404
发布2018-05-18 14:32:36
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发布2018-05-18 14:32:36
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文章被收录于专栏:java 成神之路

Timer Demo

代码语言:javascript
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public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        TimerTask task1 = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("task1 run ...  execute time:"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        
        TimerTask task2 = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("task2 run ...  execute time:"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        
        Timer t = new Timer();
        t.schedule(task1, 0,1000);
        t.schedule(task2, 0,1000);
    }
}

我们定义了两个定时任务,每个定时任务的执行周期是1秒钟,每秒执行一次。 task1 执行的时长为2秒钟, task2 执行的时长为1秒钟。

输出结果
代码语言:javascript
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task1 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:40
task2 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:42
task1 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:43
task2 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:45
task1 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:46
task2 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:48

从结果来看,task1 每次执行的时间间隔为3秒钟,task2每次执行的时间间隔也为3秒钟。

为什么会这样呢?
缺陷一:

因为Timer底层是使用一个单线来实现多个Timer任务处理的,所有任务都是由同一个线程来调度,所有任务都是串行执行,意味着同一时间只能有一个任务得到执行,而前一个任务的延迟或者异常会影响到之后的任务。

task1 执行了两秒,然后发现task2也该执行了,task2执行了一秒,然后再执行task1,这样task1的时间间隔就变成3秒了。

Timer 源码分析

  1. Timer 中维护了一个TaskQueue队列,存放TimerTask任务
  2. Timer 定义了一个线程,用于执行轮询队列中的Task任务,并执行。
TaskQueue结构

TaskQueue 内部维护了一个TimerTask数组。 TimreTask数字中存放了所有的定时任务。 TimerTask[] 数组是从下标1开始存放元素的。 即将要执行的任务永远存放到TimerTask[1] 中,(数组中的任务顺序,是不断的调整的,每次获取完任务后都会调整一次)。

TimerThread.mainLoop() 方法

在Timer中定义了一个内部类 TimerThread,负责执行队列中的任务

主要逻辑是:

  1. 从queue中获取将要执行task1 (TimerTask[1]=task1, TimerTask[2]=task2).
  2. 获取完成后,然后把queue的TimerTask[1] =task2,TimerTask[2]=task1
  3. 然后执行获取的task.run()。
缺陷二:

因为Timer中所有的任务都是在一个线程中执行,那么如果有一个定时任务在运行时,产生未处理的异常,那么当前这个线程就会停止,那么所有的定时任务都会停止,受到影响。

如下图:

ScheduledExecutorService 代替 Timer

基于上述Timer的两个致命缺陷,在以后的开发中尽可能使用ScheduledExecutorService(JDK1.5以后)替代Timer。 ScheduledExecutorService是基于线程池的,可以开启多个线程进行执行多个任务,每个任务开启一个线程,这样就可以避免上述的两个致命缺陷。

Timer 的 schedule 和 scheduleAtFixedRate
  1. schedule:每次执行完当前任务后,然后间隔一个period的时间再执行下一个任务,因此执行时间会不断延后。 比如每次的任务执行时间为2秒,period时间为1秒,那么就相当于每3秒执行一次任务。
  1. scheduleAtFixedRate:每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个period间隔,也就是说下次执行时间相对于上一次任务开始的时间点,因此执行时间不会延后,但是存在任务并发执行的问题。 并发问题:比如任务每间隔3秒执行一次,突然有一次任务执行了6秒钟,因为6秒钟可以执行两次任务,所以下次执行就会一下子执行两次该任务。
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原始发表:2017.10.17 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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目录
  • Timer Demo
    • 输出结果
      • 为什么会这样呢?
        • 缺陷一:
        • Timer 源码分析
          • TaskQueue结构
            • TimerThread.mainLoop() 方法
              • 缺陷二:
                • ScheduledExecutorService 代替 Timer
                  • Timer 的 schedule 和 scheduleAtFixedRate
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