在Java中Timer是java.util包中的一個(gè)工具類，提供了定時(shí)器的功能。我們可以創(chuàng)建一個(gè)Timer對(duì)象，然后調(diào)用其schedule方法在某個(gè)特定的時(shí)間去執(zhí)行一個(gè)特定的任務(wù)。并且你可以讓其以特定頻率一直執(zhí)行某個(gè)任務(wù)，這個(gè)任務(wù)是用TimerTask來(lái)描述的，我們只需要將要進(jìn)行的操作寫在TimerTask類的run方法中即可。先附上兩個(gè)小例子一遍讓讀者了解什么是定時(shí)器。接著再分析其中的一些源碼實(shí)現(xiàn)。
第一個(gè)小例子：
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package com.zkn.newlearn.thread; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; /** * 傳統(tǒng)的定時(shí)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(gè)實(shí)現(xiàn)類是，它是一個(gè)抽像類 //schedule是一個(gè)重載方法：第一個(gè)參數(shù)TimerTask的實(shí)現(xiàn)類。 // 第二個(gè)參數(shù)是第一次執(zhí)行的時(shí)間。 // 第三個(gè)參數(shù)是間隔時(shí)間 new Timer().schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { System.out.println("這是一個(gè)定時(shí)器任務(wù)!"); } },1000,2000); } } |
第二個(gè)小例子：讓任務(wù)1每隔4秒執(zhí)行，讓任務(wù)2每隔2秒執(zhí)行。依次反復(fù)。
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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，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，我被執(zhí)行了!"); new Timer().schedule(new MyTimerTask01(),4000); } } } |
大家一定會(huì)很好奇定時(shí)器是怎么執(zhí)行的？接下來(lái)我們來(lái)看一下Timer中的主要代碼。
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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。TaskQueue和TimerThread都是Timer的內(nèi)部類。TaskQueue是一個(gè)執(zhí)行任務(wù)的優(yōu)先隊(duì)列。TimerThread是一個(gè)繼承了Thread的線程類。他們兩個(gè)在定時(shí)器中起著至關(guān)重要的作用，定時(shí)器基本上就是靠這兩個(gè)類支撐的。 接下來(lái)我們來(lái)一下Timer的構(gòu)造方法：
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public Timer(String name) { thread.setName(name); thread.start(); } public Timer() { this("Timer-" + serialNumber()); } |
無(wú)參的這個(gè)構(gòu)造函數(shù)會(huì)調(diào)用這個(gè)有參的構(gòu)造函數(shù)，在這個(gè)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??？沒錯(cuò)，在new Timer()的時(shí)候，就是啟動(dòng)了一個(gè)線程。而啟動(dòng)這個(gè)線程的對(duì)象就是上面的TimerThread！接下來(lái)我們來(lái)看一下TimerThread的run方法中干了些什么：
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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(gè)run方法中主要是干了兩件事：一：調(diào)用mainLoop()這個(gè)死循環(huán)的方法，我們?cè)谙旅鏁?huì)詳細(xì)分析；二：finally代碼塊終止定時(shí)任務(wù)。終止定時(shí)任務(wù)的這個(gè)沒什么說(shuō)的，我們主要來(lái)看一下mainLoop()這個(gè)方法。
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private void mainLoop() { while (true) { // 開始死循環(huán) try { TimerTask task; boolean taskFired; synchronized(queue) { // 如果任務(wù)隊(duì)列中為空并且定時(shí)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(lái) while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled) queue.wait(); if (queue.isEmpty()) break; // 如果任務(wù)隊(duì)列中沒有任務(wù)了，則結(jié)束循環(huán)結(jié)束任務(wù) // 如果隊(duì)列中有執(zhí)行任務(wù)的話，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(dāng)前任務(wù)。這里會(huì)重新排隊(duì)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，則在執(zhí)行完之后，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(jì)算下次執(zhí)行的時(shí)間 queue.rescheduleMin( task.period<0 ? currentTime - task.period : executionTime + task.period); } } } if (!taskFired) // 不到任務(wù)執(zhí)行的時(shí)候 等待線程調(diào)用 queue.wait(executionTime - currentTime); } if (taskFired) // 任務(wù)執(zhí)行時(shí)間到，調(diào)用任務(wù)的run方法，執(zhí)行任務(wù) task.run(); } catch(InterruptedException e) { } } } |
這個(gè)類比較長(zhǎng)，具體的執(zhí)行操作我在注釋里都標(biāo)注了。這個(gè)類基本上干了這樣幾件事：循環(huán)調(diào)用任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)，執(zhí)行隊(duì)列中的任務(wù)。執(zhí)行任務(wù)是什么時(shí)候放到執(zhí)行隊(duì)列中的呢?在schedule方法。我們來(lái)看看schedule的實(shí)現(xiàn)：
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public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) { if (delay < 0) // 如果第一次執(zhí)行的時(shí)間小于0 拋出異常 throw new IllegalArgumentException("Negative delay."); if (period <= 0) //間隔時(shí)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(gè)間隔時(shí)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(shí)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(duì)象鎖 if (task.state != TimerTask.VIRGIN) // 剛開是執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候 任務(wù)的狀態(tài)應(yīng)該是0的 throw new IllegalStateException( "Task already scheduled or cancelled"); task.nextExecutionTime = time; //下次執(zhí)行時(shí)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(shí)間，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(shí)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(duì)列中 if (queue.getMin() == task) queue.notify(); // 如果任務(wù)隊(duì)列中的第一個(gè)任務(wù)為當(dāng)前任務(wù)的話，則把當(dāng)前任務(wù)放入到等鎖池中 等待執(zhí)行 } } |
shedule這個(gè)方法做的事情比較簡(jiǎn)單。最主要的作用是把TimerTask放到任務(wù)隊(duì)列中。
下面我們大致看一下TaskQueue的代碼：
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class TaskQueue { //定義一個(gè)TimerTask的堆數(shù)組 <span style="white-space:pre"> </span> private TimerTask[] queue = new TimerTask[128]; //任務(wù)隊(duì)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(duì)列中 如果數(shù)組的長(zhǎng)度不夠的話會(huì)擴(kuò)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(duì)象置空 等待gc回收 fixDown(1); } //刪除任務(wù)隊(duì)列隊(duì)列中的任務(wù) 這里用來(lái)一個(gè)斷言 來(lái)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(shí)間 并對(duì)任務(wù)隊(duì)列進(jìn)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(duì)列 定時(shí)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(gè)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，到這里定時(shí)任務(wù)的源碼大致分析完畢。
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