java实现多线程之定时器任务
在java中timer是java.util包中的一个工具类,提供了定时器的功能。我们可以创建一个timer对象,然后调用其schedule方法在某个特定的时间去执行一个特定的任务。并且你可以让其以特定频率一直执行某个任务,这个任务是用timertask来描述的,我们只需要将要进行的操作写在timertask类的run方法中即可。先附上两个小例子一遍让读者了解什么是定时器。接着再分析其中的一些源码实现。
第一个小例子:
package com.zkn.newlearn.thread; import java.util.timer; import java.util.timertask; /** * 传统的定时器 * created by zkn on 2016/11/1. */ public class traditionaltimertest01 { public static void main(string[] args){ //timertask是runnable接口的一个实现类是,它是一个抽像类 //schedule是一个重载方法:第一个参数timertask的实现类。 // 第二个参数是第一次执行的时间。 // 第三个参数是间隔时间 new timer().schedule(new timertask() { @override public void run() { system.out.println("这是一个定时器任务!"); } },1000,2000); } }
第二个小例子:让任务1每隔4秒执行,让任务2每隔2秒执行。依次反复。
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,我被执行了!"); new timer().schedule(new mytimertask02(),2000); } } private static class mytimertask02 extends timertask { @override public void run() { system.out.println("我是timertask2,我被执行了!"); new timer().schedule(new mytimertask01(),4000); } } }
大家一定会很好奇定时器是怎么执行的?接下来我们来看一下timer中的主要代码。
private final taskqueue queue = new taskqueue(); /** * the timer thread. */ private final timerthread thread = new timerthread(queue);
注意着两段代码是很重要的两段代码。taskqueue和timerthread都是timer的内部类。taskqueue是一个执行任务的优先队列。timerthread是一个继承了thread的线程类。他们两个在定时器中起着至关重要的作用,定时器基本上就是靠这两个类支撑的。 接下来我们来一下timer的构造方法:
public timer(string name) { thread.setname(name); thread.start(); } public timer() { this("timer-" + serialnumber()); }
无参的这个构造函数会调用这个有参的构造函数,在这个有参的构造函数中你看到了什么?thread.start()看着是不是很眼熟啊?没错,在new timer()的时候,就是启动了一个线程。而启动这个线程的对象就是上面的timerthread!接下来我们来看一下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 } } }
这个run方法中主要是干了两件事:一:调用mainloop()这个死循环的方法,我们在下面会详细分析;二:finally代码块终止定时任务。终止定时任务的这个没什么说的,我们主要来看一下mainloop()这个方法。
private void mainloop() { while (true) { // 开始死循环 try { timertask task; boolean taskfired; synchronized(queue) { // 如果任务队列中为空并且定时任务没有被取消话,线程被挂起 等待执行任务的到来 while (queue.isempty() && newtasksmaybescheduled) queue.wait(); if (queue.isempty()) break; // 如果任务队列中没有任务了,则结束循环结束任务 // 如果队列中有执行任务的话,接着往下走 long currenttime, executiontime; task = queue.getmin(); synchronized(task.lock) { if (task.state == timertask.cancelled) { queue.removemin(); continue; // 如果执行任务被取消的话 则移除当前任务。这里会重新排队列里的任务执行顺序 } currenttime = system.currenttimemillis(); executiontime = task.nextexecutiontime; if (taskfired = (executiontime<=currenttime)) { if (task.period == 0) { // 如果只执行一次的话,则在执行完之后,结束执行任务 queue.removemin(); task.state = timertask.executed; } else { // 如果是固定频率执行任务的话,则计算下次执行的时间 queue.reschedulemin( task.period<0 ? currenttime - task.period : executiontime + task.period); } } } if (!taskfired) // 不到任务执行的时候 等待线程调用 queue.wait(executiontime - currenttime); } if (taskfired) // 任务执行时间到,调用任务的run方法,执行任务 task.run(); } catch(interruptedexception e) { } } }
这个类比较长,具体的执行操作我在注释里都标注了。这个类基本上干了这样几件事:循环调用任务队列中的任务,执行队列中的任务。执行任务是什么时候放到执行队列中的呢?在schedule方法。我们来看看schedule的实现:
public void schedule(timertask task, long delay, long period) { if (delay < 0) // 如果第一次执行的时间小于0 抛出异常 throw new illegalargumentexception("negative delay."); if (period <= 0) //间隔时间小于等于 0 抛出异常 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.这个间隔时间到死基本上也执行不到 if (math.abs(period) > (long.max_value >> 1)) period >>= 1; synchronized(queue) { if (!thread.newtasksmaybescheduled) //在任务的执行方法中 如果定时任务已经被取消的话 则抛出异常 throw new illegalstateexception("timer already cancelled."); synchronized(task.lock) { //object对象锁 if (task.state != timertask.virgin) // 刚开是执行任务的时候 任务的状态应该是0的 throw new illegalstateexception( "task already scheduled or cancelled"); task.nextexecutiontime = time; //下次执行时间 在上面的mainloop方法中有用到 task.period = period; //设置任务的间隔时间,在上面的mainloop方法中有用到 task.state = timertask.scheduled; // 调度方法被调用 设置定时任务的状态为 已调度未执行 } queue.add(task); //把执行任务加入到任务队列中 if (queue.getmin() == task) queue.notify(); // 如果任务队列中的第一个任务为当前任务的话,则把当前任务放入到等锁池中 等待执行 } }
shedule这个方法做的事情比较简单。最主要的作用是把timertask放到任务队列中。
下面我们大致看一下taskqueue的代码:
class taskqueue { //定义一个timertask的堆数组 <span style="white-space:pre"> </span> private timertask[] queue = new timertask[128]; //任务队列中的任务数<span style="white-space:pre"> </span> private int size = 0; int size() { return size; } //添加任务到优先队列中 如果数组的长度不够的话会扩展数组 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); } //获取优先执行的任务 timertask getmin() { return queue[1]; } timertask get(int i) { return queue[i]; } //移除掉排在第一位的不能执行的任务 void removemin() { queue[1] = queue[size]; queue[size--] = null; // drop extra reference to prevent memory leak 把对象置空 等待gc回收 fixdown(1); } //删除任务队列队列中的任务 这里用来一个断言 来判断 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 } //重新设置优先执行任务的执行时间 并对任务队列进行重新排序 以确保最优先的任务 优先被执行 void reschedulemin(long newtime) { queue[1].nextexecutiontime = newtime; fixdown(1); } boolean isempty() { return size==0; } //清空任务队列 定时任务结束 void clear() { // null out task references to prevent memory leak for (int i=1; i<=size; i++) queue[i] = null; size = 0; } //两个堆排序 选出最优先的执行任务 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,到这里定时任务的源码大致分析完毕。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。
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