一文带你搞懂Java定时器Timer的使用
作者：熬夜磕代码丶
一、定时器是什么
定时器类似于我们生活中的闹钟，可以设定一个时间来提醒我们。
而定时器是指定一个时间去执行一个任务，让程序去代替人工准时操作。
标准库中的定时器: Timer
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| void schedule(TimerTask task, long delay) | 指定delay时间之后(单位毫秒)执行任务task |
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("定时器任务! ");
}
},1000);
}
这段程序就是创建一个定时器，然后提交一个1000s后执行的任务。
二、自定义定时器
我们自己实现一个定时器的前提是我们需要弄清楚定时器都有什么:
1.一个扫描线程，负责来判断任务是否到时间需要执行
2.需要有一个数据结构来保存我们定时器中提交的任务
创建一个扫描线程相对比较简单，我们需要确定一个数据结构来保存我们提交的任务，我们提交过来的任务，是由任务和时间组成的，我们需要构建一个Task对象，数据结构我们这里使用优先级队列，因为我们的任务是有时间顺序的，具有一个优先级，并且要保证在多线程下是安全的，所以我们这里使用:PriorityBlockingQueue比较合适。
首先我们构造一个Task对象
class MyTask {
//即将执行的任务
private Runnable runnable;
//在多久后执行
private long time;
public MyTask(Runnable runnable, long time) {
this.runnable = runnable;
this.time = time;
}
public long getTime() {
return time;
}
//执行任务
public void run() {
runnable.run();
}
}
MyTimer类：
public class MyTimer {
//扫描线程
private Thread t;
//创建一个阻塞优先级队列，用来保存提交的Task对象
private PriorityBlockingQueue<MyTask> queue = new PriorityBlockingQueue<>();
private Object locker = new Object();
//提交任务的方法
public void schedule(Runnable runnable,long time) {
//这里我们的时间换算一下,保存实际执行的时间
MyTask task = new MyTask(runnable,System.currentTimeMillis() + time);
queue.put(task);
}
//构建扫描线程
public MyTimer() {
t = new Thread(() -> {
//我们取出队列中时间最近的元素
while (true) {
try {
MyTask task = queue.take();
long curTime = System.currentTimeMillis();
if(curTime < task.getTime()) {
//证明还没到执行的时间，再放进队列
queue.put(task);
} else {
//到时间了，执行任务
task.run();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
t.start();
}
虽然我们大体已经写出来了，但是我们这个定时器实现的还有一些问题。
问题1：既然我们是优先级队列，我们再阻塞优先级队列中放入Task对象时，是根据什么建立堆的？
我们发现当我们运行程序时，我们的程序也会报这样的错误。
class MyTask implements Comparable<MyTask>{
//即将执行的任务
private Runnable runnable;
//在多久后执行
private long time;
public MyTask(Runnable runnable, long time) {
this.runnable = runnable;
this.time = time;
}
public long getTime() {
return time;
}
//执行任务
public void run() {
runnable.run();
}
@Override
public int compareTo(MyTask o) {
return (int) (this.time - o.time);
}
}
我们需要实现Comparable接口并且重写compareTo方法，指明我们是根据时间来决定在队列中的优先级。
2.我们的扫描线程，扫描的速度太快，造成了不必要的CPU资源浪费。
比如我们早上8.00提交了一个中午12.00的任务，那么我们这样的程序就会从8.00一直循环几十亿次，而这样的等待是没有任何意义的。
更合理的方式是，不要在这里忙等，而是“阻塞式”等待。
public MyTimer() {
t = new Thread(() -> {
//我们取出队列中时间最近的元素
while (true) {
try {
MyTask task = queue.take();
long curTime = System.currentTimeMillis();
if(curTime < task.getTime()) {
//证明还没到执行的时间，再放进队列
queue.put(task);
synchronized (locker) {
locker.wait(task.getTime() - curTime);
}
} else {
//到时间了，执行任务
task.run();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
t.start();
我们重写一下扫描线程，进行修改，当我们判断队列中最近的一个任务的时间都没到时，我们的扫描线程就进行阻塞等待，这里我们使用的不是wait(),而是wait(long time),我们传入的参数是要执行的时间和当前时间的差值，有的同学可能会问了，那这样执行的时候和预期执行的时间不就有出入了嘛?
因为我们程序里的定时操作，本来就难以做到非常准确，因为操作系统调度是随机的，有一定的时间开销，存在ms的误差都是相当正常的，不影响我们的正常使用。
我们上面进行阻塞等待，难道就傻傻的等到时间到了自动唤醒嘛? 有没有啥特殊情况呢?这里是有的，比如我们设定了一个阻塞到12点在唤醒，但我们又提交了一个10点的新任务，那么我们就应该提前唤醒了，所以我们应该在每次提交任务后都进行主动唤醒，再由我们扫描线程决定是执行还是继续阻塞等待。
public void schedule(Runnable runnable,long time) {
//这里我们的时间换算一下,保存实际执行的时间
MyTask task = new MyTask(runnable,System.currentTimeMillis() + time);
queue.put(task);
synchronized (locker) {
locker.notify();
}
}
即使我们现在所有正常的情况都考虑到了，但是我们这里仍然存在一种极端的情况。
假设我们的扫描线程刚执行完put方法，这个线程就被cpu调度走了，此时我们的另一个线程调用了schedule,添加了新任务，新任务是10点执行，然后notify，因为我们并没有wait(),所以相当于这里是空的notify，然后我们的线程调度回来去执行wait()方法，但是我们的时间差仍然是之前算好的时间差，从8.00点到12.00点，这样就会产生很大的错误。
这里造成这样的问题，是因为我们的take操作和wait操作不是原子的，我们需要在take和wait之间加上锁，保证每次notify的时候，都在wait中。
public MyTimer() {
t = new Thread(() -> {
while (true) {
try {
synchronized (locker) {
MyTask Task = queue.take();
long curTime = System.currentTimeMillis();
if (curTime < Task.getTime()) {
queue.put(Task);
locker.wait(Task.getTime() - curTime);
} else {
Task.run();
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
t.start();
以上就是一文带你搞懂Java定时器Timer的使用的详细内容，更多关于Java定时器Timer的资料请关注脚本之家其它相关文章！