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Java多線程之定時(shí)器Timer的實(shí)現(xiàn)

 更新時(shí)間:2022年10月26日 11:58:01   作者:X_H學(xué)Java  
定時(shí)/計(jì)劃功能在Java應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域都使用得非常多,比方說(shuō)Web層面。本文主要為大家介紹了Java多線程中定時(shí)器Timer的實(shí)現(xiàn),感興趣的小伙伴可以了解一下

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的Timer

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中有一個(gè)Timer類,java.util.Timer,核心方法為schedule,schedule有兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)為即將要執(zhí)行的任務(wù),第二個(gè)參數(shù)為多久后執(zhí)行該任務(wù)(單位為毫秒),任務(wù)為new TimerTask(),TimerTask為抽象類,實(shí)現(xiàn)了Ruannable接口,具體看一下使用

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

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //Timer內(nèi)部是專門有線程來(lái)執(zhí)行我們注冊(cè)的任務(wù),這個(gè)線程在執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)還會(huì)等待別的任務(wù)執(zhí)行
        Timer timer = new Timer();
        //schedule(任務(wù),多久后執(zhí)行任務(wù))
        //TimerTask是一個(gè)抽象類,實(shí)現(xiàn)了Runnable接口
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello timer");
            }
        }, 3000);

        System.out.println("main");
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:先打印出main,3秒之后打印hello Timer

上述代碼執(zhí)行完,發(fā)現(xiàn)程序沒(méi)有結(jié)束,原因是Timer內(nèi)部是專門有線程來(lái)執(zhí)行我們注冊(cè)的任務(wù),這個(gè)線程在執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)還會(huì)等待別的任務(wù)執(zhí)行

模擬實(shí)現(xiàn)Timer

通過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的Timer分析Timer內(nèi)部需要啥東西

描述任務(wù):創(chuàng)建一個(gè)類專門表示定時(shí)器中的一個(gè)任務(wù)

組織任務(wù):使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織

執(zhí)行時(shí)間到了的任務(wù):創(chuàng)建定時(shí)器實(shí)例時(shí),創(chuàng)建一個(gè)線程專門來(lái)執(zhí)行此任務(wù)

描述任務(wù)

下面組織任務(wù)用到了優(yōu)先級(jí)隊(duì)列,優(yōu)先級(jí)隊(duì)列必須插入可以比較大小的元素,所以這里的任務(wù)類就必須實(shí)現(xiàn)比較器接口Comparable并重寫(xiě)compareTo方法,使得可以通過(guò)時(shí)間來(lái)進(jìn)行比較大小,定時(shí)器在使用的時(shí)候需要獲取時(shí)間最小的任務(wù)的時(shí)間,以此時(shí)間戳和當(dāng)前時(shí)間戳比較看是否可以執(zhí)行任務(wù),所以此處也要提供getTime方法

//描述任務(wù)
class MyTask implements Comparable<MyTask>{
    //任務(wù)具體的內(nèi)容
    private Runnable runnable;
    //任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間戳
    private long time;

    //delay為時(shí)間間隔,不是具體的時(shí)間戳
    public MyTask(Runnable runnable, long delay){
        this.runnable = runnable;
        this.time = System.currentTimeMillis()+delay;
    }

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

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


    public long getTime() {
        return time;
    }

}

組織任務(wù)

現(xiàn)在有多個(gè)任務(wù),比如一個(gè)小時(shí)后做作業(yè),半個(gè)小時(shí)后吃飯…,定時(shí)器在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候,按照時(shí)間順序先后順序執(zhí)行的,所以我們需要在安排的所有任務(wù)中找出距離要執(zhí)行任務(wù)時(shí)間最短的任務(wù),依次類推,不難得出,可以使用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織任務(wù)

注意: 此處的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列要考慮線程安全問(wèn)題,因?yàn)榭赡芏鄠€(gè)線程進(jìn)行注冊(cè)任務(wù),還有一個(gè)專門的線程來(lái)執(zhí)行任務(wù),所以使用PriorityBlockingQueue

這里創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象用于加鎖,具體原因在下面介紹

    private PriorityBlockingQueue<MyTask> p = new PriorityBlockingQueue<>();
    //創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象用于加鎖
    private Object locker = new Object();
    public void schedule(Runnable runnable, long delay){
        MyTask task = new MyTask(runnable, delay);
        p.put(task);
        //插入任務(wù),可能執(zhí)行時(shí)間已經(jīng)過(guò)了,需要喚醒等待的線程進(jìn)行判斷是否執(zhí)行
        synchronized (locker){
            locker.notify();
        }
    }

執(zhí)行時(shí)間到了的任務(wù)

需要有一個(gè)線程不停的檢查優(yōu)先級(jí)隊(duì)列隊(duì)頭元素,判斷該元素的執(zhí)行時(shí)間是不是到了,所以在定時(shí)器的構(gòu)造方法中創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)

       public MyTimer(){
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        MyTask task = p.take();
                        if(task.getTime() > System.currentTimeMillis()){
                            p.put(task);
                            //當(dāng)執(zhí)行時(shí)間沒(méi)到時(shí),沒(méi)必要一直進(jìn)行判斷,比較耗費(fèi)CPU
                            //所以等待一定時(shí)間
                            synchronized (locker){
                                locker.wait(task.getTime()-System.currentTimeMillis());
                            }
                        }else {
                            task.run();
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        t.start();
    }

為何等待使用wait和notify,而不使用sleep?

在任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間未到之前,可能判斷次數(shù)很多,比較耗費(fèi)CPU,而且沒(méi)有必要一值判斷,只需在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行判斷執(zhí)行時(shí)間到?jīng)]到即可,所以在還沒(méi)有到執(zhí)行時(shí)間時(shí),使用wait(時(shí)間)來(lái)讓該線程進(jìn)行等待,在創(chuàng)建任務(wù)時(shí)喚醒等待即可,因?yàn)樾碌娜蝿?wù)可能需要在剛才等待執(zhí)行任務(wù)之前執(zhí)行,也就是新創(chuàng)建的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間已經(jīng)到了,所以要使用notify喚醒執(zhí)行任務(wù)的線程繼續(xù)進(jìn)行判斷時(shí)間是否執(zhí)行,而且這個(gè)原因也是使用wait不使用sleep的原因,如果使用sleep,在新創(chuàng)建任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間在sleep等待結(jié)束時(shí)間之前,等待的線程沒(méi)有辦法喚醒,也就不能執(zhí)行時(shí)間到了的任務(wù)

到此這篇關(guān)于Java多線程之定時(shí)器Timer的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java定時(shí)器Timer內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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