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【Java多线程】计时器Timer/ScheduledExecutorService的使用

news 2025/5/6 10:44:07

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Timer

Timer 是 Java 提供的一个简单的任务调度工具（位于 java.util 包），用于在指定的时间执行任务（一次性或周期性执行）。

Timer 的主要作用

定时任务：在指定的延迟后执行一次任务。
周期性任务：按照固定的时间间隔重复执行任务

Timer 的核心方法

方法	说明
`schedule(TimerTask task, long delay)`	延迟 `delay` 毫秒后执行一次任务
`schedule(TimerTask task, Date time)`	在指定的 `Date` 时间执行一次任务
`schedule(TimerTask task, long delay, long period)`	延迟 `delay` 毫秒后开始，每隔 `period` 毫秒重复执行任务
`scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)`	延迟 `delay` 毫秒后开始，以固定速率（`period` 毫秒）重复执行任务
`cancel()`	终止 `Timer`，取消所有已安排的任务

使用实例

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;public class demo18 {public static void main(String[] args) {Timer timer = new Timer();timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 1000");}}, 1000); // 1秒后执行timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 2000");}}, 2000); // 2秒后执行timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 3000");}}, 3000); // 3秒后执行}
}

 Timer timer = new Timer();timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 1000");}}, 1000, 1000); // 每隔1s执行一次

缺点

单线程执行：所有任务都在同一个线程中执行，如果一个任务执行时间过长，会影响其他任务的调度。
异常影响全局：如果某个任务抛出未捕获的异常，整个 Timer 会终止，后续任务不会执行。
时间精度依赖系统时钟：如果系统时间被调整（如手动修改时间），可能导致任务执行不准确。

ScheduledExecutorService

由于 Timer 的局限性，Java 5 引入了 ScheduledExecutorService（属于
java.util.concurrent 包），它使用线程池，更稳定、更灵活，推荐在新代码中使用。

创建方式

使用线程池的工厂类

创建单线程的ScheduledExecutorService，任务量少，需顺序执行
Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()创建n个线程的ScheduledExecutorService，高并发任务，需并行执行
Executors.newScheduledThreadPool(n)创建n个线程的ScheduledExecutorService，并设置拒绝方法
Executors。ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)

直接创建

可以设置工厂方法，拒绝方法，以及核心数目
ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

推荐使用

如果只是普通定时任务 → 推荐 Executors.newScheduledThreadPool()（更简洁）。
如果需要定制线程池（如调整拒绝策略、线程工厂） → 使用 new ScheduledThreadPoolExecutor()。

使用方法

使用 ScheduledExecutorService 进行任务调度时，可以通过不同的方法设置任务的执行方式，主要包括
延迟执行、固定速率执行和固定延迟执行。

延迟执行（单次任务）

参数：

schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)

特点：

任务只会执行一次
在指定的 delay 时间后执行。

使用场景：只需要在某个时间点执行一次的任务（如延迟初始化、超时任务）。

示例：

executor.schedule(() -> {System.out.println("Task runs after 3 seconds");
}, 3, TimeUnit.SECONDS);

固定速率执行（Fixed Rate）

参数：

scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

特点：

按照固定频率执行，不受任务执行时间影响。
如果任务执行时间超过 period，下一次任务会立即开始（可能并发执行）。

使用场景：适用于严格周期性的任务（如定时数据同步）。

示例：

// 初始延迟 1 秒，之后每 2 秒执行一次（不管任务执行多久）
executor.scheduleAtFixedRate(() -> {System.out.println("Fixed Rate Task - " + System.currentTimeMillis());
}, 1, 2, TimeUnit.SECONDS);

固定延迟执行（Fixed Delay）

参数：

scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)

特点：

任务执行完成后，再等待 delay 时间后执行下一次。

使用场景：适用于需要保证任务执行间隔的场景（如心跳检测）

示例：

// 初始延迟 1 秒，每次任务结束后等 2 秒再执行下一次
executor.scheduleWithFixedDelay(() -> {System.out.println("Fixed Delay Task - " + System.currentTimeMillis());
}, 1, 2, TimeUnit.SECONDS);

手写一个Timer

参数

 Object locker = new Object();//锁private PriorityQueue<MytimerTask> queue = new PriorityQueue<>();

通过优先队列，来对时间进行排列。

schedule

 public void schedule(Runnable task, long delay) {synchronized (locker) {queue.offer(new MytimerTask(task, System.currentTimeMillis() + delay));locker.notify();}}

初始化方法

 public Mytimer() {Thread t1 = new Thread(()->{synchronized (locker){try {while (true) {while (queue.size() == 0) {//避免没有任务时的忙等locker.wait();}if (queue.peek().time <= System.currentTimeMillis()) {queue.peek().runnable.run();queue.poll();} else {//此处也是为了避免忙等//等待时间，虽然可能会错误唤醒，但是影响几乎可以忽略不计。locker.wait(queue.peek().time - System.currentTimeMillis());}}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});t1.start();}