多線程之定時器任務(wù)

在java中Timer是java.util包中的一個工具類,提供了定時器的功能。我們可以創(chuàng)建一個Timer對象劈狐,然后調(diào)用其schedule方法在某個特定的時間去執(zhí)行一個特定的任務(wù)尤蛮。并且你可以讓其以特定頻率一直執(zhí)行某個任務(wù),這個任務(wù)是用TimerTask來描述的风科,我們只需要將要進行的操作寫在TimerTask類的run方法中即可撒轮。先附上兩個小例子一遍讓讀者了解什么是定時器。接著再分析其中的一些源碼實現(xiàn)贼穆。
第一個小例子:

package com.zkn.newlearn.thread;

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

/**
 * 傳統(tǒng)的定時器
 * Created by zkn on 2016/11/1.
 */
public class TraditionalTimerTest01 {

    public static void main(String[] args){
        //TimerTask是Runnable接口的一個實現(xiàn)類是题山,它是一個抽像類
        //schedule是一個重載方法:第一個參數(shù)TimerTask的實現(xiàn)類。
        // 第二個參數(shù)是第一次執(zhí)行的時間故痊。
        // 第三個參數(shù)是間隔時間
        new Timer().schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {

                System.out.println("這是一個定時器任務(wù)!");
            }
        },1000,2000);
    }
}

第二個小例子:讓任務(wù)1每隔4秒執(zhí)行顶瞳,讓任務(wù)2每隔2秒執(zhí)行。依次反復。

package com.zkn.newlearn.thread;

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

/**
 * Created by zkn on 2016/11/1.
 */
public class TraditionalTimerTest02 {

    public static void main(String[] args){

        new Timer().schedule(new MyTimerTask01(),4000);
    }

    private static class MyTimerTask01 extends TimerTask{

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我是TimerTask1慨菱,我被執(zhí)行了!");
            new Timer().schedule(new MyTimerTask02(),2000);
        }
    }

    private static class MyTimerTask02 extends TimerTask {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我是TimerTask2焰络,我被執(zhí)行了!");
            new Timer().schedule(new MyTimerTask01(),4000);
        }
    }
}

大家一定會很好奇定時器是怎么執(zhí)行的?接下來我們來看一下Timer中的主要代碼符喝。

    private final TaskQueue queue = new TaskQueue();

    /**
     * The timer thread.
     */
    private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);

注意著兩段代碼是很重要的兩段代碼闪彼。TaskQueue和TimerThread都是Timer的內(nèi)部類。TaskQueue是一個執(zhí)行任務(wù)的優(yōu)先隊列协饲。TimerThread是一個繼承了Thread的線程類畏腕。他們兩個在定時器中起著至關(guān)重要的作用,定時器基本上就是靠這兩個類支撐的囱稽。 接下來我們來一下Timer的構(gòu)造方法:

    public Timer(String name) {
        thread.setName(name);
        thread.start();
    }
    public Timer() {
        this("Timer-" + serialNumber());
    }

無參的這個構(gòu)造函數(shù)會調(diào)用這個有參的構(gòu)造函數(shù)郊尝,在這個有參的構(gòu)造函數(shù)中你看到了什么?thread.start()看著是不是很眼熟罢骄流昏?沒錯,在new Timer()的時候吞获,就是啟動了一個線程况凉。而啟動這個線程的對象就是上面的TimerThread!接下來我們來看一下TimerThread的run方法中干了些什么:

    public void run() {
        try {
            mainLoop();
        } finally {
            // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
            synchronized(queue) {
                newTasksMayBeScheduled = false;
                queue.clear();  // Eliminate obsolete references
            }
        }
    }

這個run方法中主要是干了兩件事:一:調(diào)用mainLoop()這個死循環(huán)的方法各拷,我們在下面會詳細分析刁绒;二:finally代碼塊終止定時任務(wù)。終止定時任務(wù)的這個沒什么說的烤黍,我們主要來看一下mainLoop()這個方法知市。

    private void mainLoop() {
        while (true) { // 開始死循環(huán)
            try {
                TimerTask task;
                boolean taskFired;
                synchronized(queue) {
                    // 如果任務(wù)隊列中為空并且定時任務(wù)沒有被取消話,線程被掛起 等待執(zhí)行任務(wù)的到來
                    while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
                        queue.wait();
                    if (queue.isEmpty())
                        break; // 如果任務(wù)隊列中沒有任務(wù)了速蕊,則結(jié)束循環(huán)結(jié)束任務(wù)

                    // 如果隊列中有執(zhí)行任務(wù)的話嫂丙,接著往下走
                    long currentTime, executionTime;
                    task = queue.getMin();
                    synchronized(task.lock) {
                        if (task.state == TimerTask.CANCELLED) {
                            queue.removeMin();
                            continue;  // 如果執(zhí)行任務(wù)被取消的話 則移除當前任務(wù)。這里會重新排隊列里的任務(wù)執(zhí)行順序
                        }
                        currentTime = System.currentTimeMillis();
                        executionTime = task.nextExecutionTime;
                        if (taskFired = (executionTime<=currentTime)) {
                            if (task.period == 0) { // 如果只執(zhí)行一次的話规哲,則在執(zhí)行完之后跟啤,結(jié)束執(zhí)行任務(wù)
                                queue.removeMin();
                                task.state = TimerTask.EXECUTED;
                            } else { // 如果是固定頻率執(zhí)行任務(wù)的話,則計算下次執(zhí)行的時間
                                queue.rescheduleMin(
                                  task.period<0 ? currentTime   - task.period
                                                : executionTime + task.period);
                            }
                        }
                    }
                    if (!taskFired) // 不到任務(wù)執(zhí)行的時候 等待線程調(diào)用
                        queue.wait(executionTime - currentTime);
                }
                if (taskFired)  // 任務(wù)執(zhí)行時間到唉锌,調(diào)用任務(wù)的run方法隅肥,執(zhí)行任務(wù)
                    task.run();
            } catch(InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

這個類比較長,具體的執(zhí)行操作我在注釋里都標注了袄简。這個類基本上干了這樣幾件事:循環(huán)調(diào)用任務(wù)隊列中的任務(wù)腥放,執(zhí)行隊列中的任務(wù)。執(zhí)行任務(wù)是什么時候放到執(zhí)行隊列中的呢?在schedule方法痘番。我們來看看schedule的實現(xiàn):

    public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) {
        if (delay < 0) // 如果第一次執(zhí)行的時間小于0 拋出異常
            throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
        if (period <= 0) //間隔時間小于等于 0  拋出異常
            throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
        sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, -period);
    }
    private void sched(TimerTask task, long time, long period) {
        if (time < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal execution time.");

        // Constrain value of period sufficiently to prevent numeric
        // overflow while still being effectively infinitely large.這個間隔時間到死基本上也執(zhí)行不到
        if (Math.abs(period) > (Long.MAX_VALUE >> 1))
            period >>= 1;

        synchronized(queue) {
            if (!thread.newTasksMayBeScheduled) //在任務(wù)的執(zhí)行方法中 如果定時任務(wù)已經(jīng)被取消的話 則拋出異常
                throw new IllegalStateException("Timer already cancelled.");

            synchronized(task.lock) { //object對象鎖
                if (task.state != TimerTask.VIRGIN) // 剛開是執(zhí)行任務(wù)的時候 任務(wù)的狀態(tài)應該是0的
                    throw new IllegalStateException(
                        "Task already scheduled or cancelled");
                task.nextExecutionTime = time; //下次執(zhí)行時間 在上面的mainLoop方法中有用到
                task.period = period; //設(shè)置任務(wù)的間隔時間捉片,在上面的mainLoop方法中有用到
                task.state = TimerTask.SCHEDULED; // 調(diào)度方法被調(diào)用  設(shè)置定時任務(wù)的狀態(tài)為 已調(diào)度未執(zhí)行
            }

            queue.add(task); //把執(zhí)行任務(wù)加入到任務(wù)隊列中
            if (queue.getMin() == task)
                queue.notify(); // 如果任務(wù)隊列中的第一個任務(wù)為當前任務(wù)的話平痰,則把當前任務(wù)放入到等鎖池中 等待執(zhí)行
        }
    }

shedule這個方法做的事情比較簡單。最主要的作用是把TimerTask放到任務(wù)隊列中伍纫。
下面我們大致看一下TaskQueue的代碼:

    class TaskQueue {
    //定義一個TimerTask的堆數(shù)組 <span style="white-space:pre">  </span>
    private TimerTask[] queue = new TimerTask[128];

    //任務(wù)隊列中的任務(wù)數(shù)<span style="white-space:pre">   </span>
    private int size = 0;


    int size() {
        return size;
    }

   //添加任務(wù)到優(yōu)先隊列中 如果數(shù)組的長度不夠的話會擴展數(shù)組
    void add(TimerTask task) {
        // Grow backing store if necessary
        if (size + 1 == queue.length)
            queue = Arrays.copyOf(queue, 2*queue.length);

        queue[++size] = task;
        fixUp(size);
    }

    //獲取優(yōu)先執(zhí)行的任務(wù)
    TimerTask getMin() {
        return queue[1];
    }

    
    TimerTask get(int i) {
        return queue[i];
    }
   //移除掉排在第一位的不能執(zhí)行的任務(wù)
    void removeMin() {
        queue[1] = queue[size];
        queue[size--] = null;  // Drop extra reference to prevent memory leak 把對象置空 等待gc回收
        fixDown(1);
    }

    //刪除任務(wù)隊列隊列中的任務(wù) 這里用來一個斷言 來判斷 i 不能大于 size
    void quickRemove(int i) {
        assert i <= size;

        queue[i] = queue[size];
        queue[size--] = null;  // Drop extra ref to prevent memory leak
    }

   //重新設(shè)置優(yōu)先執(zhí)行任務(wù)的執(zhí)行時間  并對任務(wù)隊列進行重新排序 以確保最優(yōu)先的任務(wù) 優(yōu)先被執(zhí)行
    void rescheduleMin(long newTime) {
        queue[1].nextExecutionTime = newTime;
        fixDown(1);
    }


    boolean isEmpty() {
        return size==0;
    }

   //清空任務(wù)隊列  定時任務(wù)結(jié)束 
    void clear() {
        // Null out task references to prevent memory leak
        for (int i=1; i<=size; i++)
            queue[i] = null;

        size = 0;
    }

   //兩個堆排序 選出最優(yōu)先的執(zhí)行任務(wù)
    private void fixUp(int k) {
        while (k > 1) {
            int j = k >> 1;
            if (queue[j].nextExecutionTime <= queue[k].nextExecutionTime)
                break;
            TimerTask tmp = queue[j];  queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;
            k = j;
        }
    }

    private void fixDown(int k) {
        int j;
        while ((j = k << 1) <= size && j > 0) {
            if (j < size &&
                queue[j].nextExecutionTime > queue[j+1].nextExecutionTime)
                j++; // j indexes smallest kid
            if (queue[k].nextExecutionTime <= queue[j].nextExecutionTime)
                break;
            TimerTask tmp = queue[j];  queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;
            k = j;
        }
    }

    void heapify() {
        for (int i = size/2; i >= 1; i--)
            fixDown(i);
    }
}

OK宗雇,到這里定時任務(wù)的源碼大致分析完畢。有問題的話請留言莹规。

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末赔蒲,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子良漱,更是在濱河造成了極大的恐慌舞虱,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 219,539評論 6 508
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件母市,死亡現(xiàn)場離奇詭異矾兜,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機患久,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 93,594評論 3 396
  • 文/潘曉璐 我一進店門椅寺,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人蒋失,你說我怎么就攤上這事返帕。” “怎么了篙挽?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 165,871評論 0 356
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵荆萤,是天一觀的道長。 經(jīng)常有香客問我铣卡,道長链韭,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,963評論 1 295
  • 正文 為了忘掉前任煮落,我火速辦了婚禮梧油,結(jié)果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘州邢。我一直安慰自己,他們只是感情好褪子,可當我...
    茶點故事閱讀 67,984評論 6 393
  • 文/花漫 我一把揭開白布量淌。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般嫌褪。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪呀枢。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 51,763評論 1 307
  • 那天笼痛,我揣著相機與錄音裙秋,去河邊找鬼琅拌。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛摘刑,可吹牛的內(nèi)容都是我干的进宝。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 40,468評論 3 420
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼枷恕,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼党晋!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側(cè)響起徐块,我...
    開封第一講書人閱讀 39,357評論 0 276
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤未玻,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后胡控,有當?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體扳剿,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,850評論 1 317
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 38,002評論 3 338
  • 正文 我和宋清朗相戀三年昼激,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了庇绽。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 40,144評論 1 351
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡癣猾,死狀恐怖敛劝,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情纷宇,我是刑警寧澤夸盟,帶...
    沈念sama閱讀 35,823評論 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站像捶,受9級特大地震影響上陕,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜拓春,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,483評論 3 331
  • 文/蒙蒙 一释簿、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧硼莽,春花似錦庶溶、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 32,026評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至匆光,卻和暖如春套像,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間,已是汗流浹背终息。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 33,150評論 1 272
  • 我被黑心中介騙來泰國打工夺巩, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留贞让,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 48,415評論 3 373
  • 正文 我出身青樓柳譬,卻偏偏與公主長得像喳张,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子征绎,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 45,092評論 2 355

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容