Java Timer 和 TimerTask源码原理解析助力构建稳定高效定时任务系统

2023-12-14 11:13:05

Timer 和 TimerTask：为 Java 中的定时任务赋能

简介

在软件开发中，定时任务无处不在，从会议提醒到异步任务，再到数据备份和系统监控。Java 提供了两个强大的类，Timer 和 TimerTask，使我们能够轻松实现这些任务。本文将深入探讨这两个类的用法、原理和最佳实践，帮助您构建高效且可靠的定时任务系统。

Timer 和 TimerTask 概述

Timer

Timer 类是一个定时器，可以安排在指定时间或间隔执行任务。它具有以下特点：

安排一次性或周期性任务
指定任务的延迟或间隔
取消任务
暂停和恢复任务

TimerTask

TimerTask 类是一个任务，可由 Timer 安排执行。它具有以下特点：

实现 run() 方法，在任务执行时调用
取消任务
检查任务是否已取消

用法

创建 Timer 对象

Timer timer = new Timer();

创建 TimerTask 对象

TimerTask task = new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        // 要执行的任务
    }
};

安排任务

// 指定时间执行一次性任务
timer.schedule(task, new Date());

// 指定时间间隔执行周期性任务
timer.schedule(task, new Date(), 1000); // 每秒执行一次

// 指定延迟时间执行延迟任务
timer.schedule(task, 1000); // 延迟 1 秒执行

取消任务

task.cancel();

暂停和恢复任务

timer.cancel(); // 暂停任务
timer.purge(); // 恢复任务

源码解析

Timer

public class Timer {

    private final Thread timerThread;
    private final Queue<TimerTask> queue = new PriorityQueue<>();
    private volatile boolean isShutdown = false;

    public Timer() {
        timerThread = new Thread(() -> {
            while (!isShutdown) {
                TimerTask task = queue.poll();
                if (task != null) {
                    task.run();
                }
            }
        });
        timerThread.setDaemon(true);
        timerThread.setName("TimerThread");
        timerThread.start();
    }

    public void schedule(TimerTask task, Date time) {
        queue.offer(new TimerTaskEntry(task, time));
    }

    public void cancel() {
        isShutdown = true;
        timerThread.interrupt();
    }

    private static class TimerTaskEntry implements Comparable<TimerTaskEntry> {

        private final TimerTask task;
        private final Date time;

        public TimerTaskEntry(TimerTask task, Date time) {
            this.task = task;
            this.time = time;
        }

        @Override
        public int compareTo(TimerTaskEntry other) {
            return time.compareTo(other.time);
        }
    }
}

TimerTask

public abstract class TimerTask implements Runnable {

    private volatile boolean isCancelled = false;

    public abstract void run();

    public boolean cancel() {
        isCancelled = true;
        return true;
    }

    public boolean isCancelled() {
        return isCancelled;
    }
}

最佳实践

使用线程池

Timer 使用单个线程执行任务，可能导致效率低下。通过线程池管理任务，可以提高效率。

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
Timer timer = new Timer(executorService);

避免长任务

Timer 不适合执行长任务，因为它会阻塞其他任务。使用 ScheduledExecutorService 处理长任务。

ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
ScheduledFuture<?> future = executorService.schedule(task, 10, TimeUnit.SECONDS);

及时取消任务

完成或不再需要任务时，应及时取消，避免资源浪费。