【Java | 多线程案例】定时器的实现

╰半橙微兮° 2024-04-27 07:12 89阅读 0赞

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#### 这里写目录标题 ####

*  一、Timer定时器
 *  二、Timer定时器的设计
 *  三、定时器的实现
 *  四、总结

## 一、Timer定时器 ##

**Java中，`Timer类`是用于计划和执行重复任务的类（`Java标准库`中确实提供了`java.util.Timer`类）。它可以在指定的时间间隔内重复执行一个任务，或者在指定时间点执行任务。**

## 二、Timer定时器的设计 ##

> **选择`java.util`包中的`Timer`类：**  
> ![在这里插入图片描述][f065533b6b8240acb810f6367e8dc30e.png]

> ![在这里插入图片描述][71787eecff664702b243760ee2e1b314.png]  
> **使用了Timer类的`schedule()`方法来安排一个任务在延迟3000毫秒后执行。在TimerTask的run()方法中，我们`编写需要执行的具体任务逻辑`。**  
> **我们现在来了解一下`TimerTask()这个抽象类`（如下图）：该类是一个抽象类，并且继承了`Runnable方法`。`创建了一个匿名内部类并实现了run()方法`。这个匿名内部类可以被认为是继承了TimerTask抽象类，并提供了具体的实现代码。**  
> ![在这里插入图片描述][14561b2b65e946d8853b7b195ade4145.png]  
> **调用`timer.schedule()`方法注册的任务，会由Timer内部的线程池去执行，而不是由调用schedule()方法的线程直接执行run()方法。  
> Timer类内部创建了一个线程池，用于执行注册的定时任务。当调用schedule()方法后，Timer会将传入的TimerTask对象添加到线程池中进行调度。**

下面是一个简单的定时器程序，可以运行试试看：

import java.util.Timer;
    import java.util.TimerTask;
    
    public class Demo22 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Timer timer = new Timer();
            timer.schedule(new TimerTask() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    System.out.println("hello world!!!");
                }
            },3000);
            System.out.println("程序开始执行喽!!!");
        }
    }

> **运行结果如下：**  
> ![在这里插入图片描述][e01a8584444e4b2ebbad145eecff131a.png]  
> **可以看到程序并没有结束进程，原因如下：**  
> **`Timer`内部有自己的线程，为了保证随时处理新安排的任务，此线程会一直持续的执行，即此线程影响了阻止来整个进程的结束。**

> **定时器是支持多个任务同时执行的，请看：**  
> ![在这里插入图片描述][ac4b067a94cb41349c2ab2d73969ed04.png]  
> ![在这里插入图片描述][cd6958f49fa54b98bf39070b5033d8cc.png]

## 三、定时器的实现 ##

代码实现如下：

import java.util.Comparator;
    import java.util.PriorityQueue;
    
    class MyTimerTask implements Comparable<MyTimerTask> {
        
        private long time; // 表示任务什么时候开始执行
        private Runnable runnable; // 表示具体任务是啥
    
        public MyTimerTask(Runnable runnable,long delay) {
        
            // delay是一个相对的时间差
            time = System.currentTimeMillis() + delay;// 这里计算出任务执行的具体时间
            this.runnable = runnable;
        }
    
        public long getTime() {
        
            return time;
        }
    
        public Runnable getRunnable() {
        
            return runnable;
        }
    
    
        @Override
        public int compareTo(MyTimerTask o) {
        
            // 时间最少的元素放在队首,即时间越少优先级越高
            return (int)(this.time - o.time); // time是long类型
        }
    }
    
    // 这是定时器类的本体
    class MyTimer {
        
        // 使用优先级队列来保存上面的N个任务
        private PriorityQueue<MyTimerTask> queue = new PriorityQueue<>();
        // locker是用来加锁的对象
        private Object locker = new Object();
    
        // 定时器的核心方法,即把要执行的任务添加到队列中
        public void schedule(Runnable runnable,long delay) {
        
            synchronized (locker) {
        
                MyTimerTask task = new MyTimerTask(runnable,delay);
                queue.offer(task);
                // 每次来新的任务之后都会唤醒一下扫描线程,此时扫描线程就可以根据最新的任务情况来重新规划等待时间
                locker.notify();
            }
        }
        // MyTimer类中还需要一个扫描线程,一方面要负责检查队首元素是否是此时应该被执行的。
        // 另一方面,当任务到点开始执行之后,需要调用Runnable中的run方法来完成任务
        public MyTimer() {
        
            // 扫描线程
            Thread t = new Thread(() -> {
        
                while(true) {
        
                    try {
        
                        synchronized(locker) {
        
                            while(queue.isEmpty()) {
        
                                // 队列为空时,此时不应该取这里的元素
                                locker.wait();
                            }
                            MyTimerTask task = queue.peek();
                            long curTime = System.currentTimeMillis();
                            if(curTime > task.getTime()) {
        
                                // 如果当前时间晚于任务的执行时间,就意味着我们要执行这个任务了
                                queue.poll();
                                task.getRunnable().run(); // 至此就可以执行该任务了
                            } else {
        
                                // 如果当前时间早于任务的执行时间,诶呀太早了,让这个线程(休眠)休息一会一会吧!!!
                                // Thread.sleep(task.getTime() - curTime);
                                locker.wait(task.getTime() - curTime);
                            }
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
            t.start();
        }
    
    }
    
    public class Demo23 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            MyTimer timer = new MyTimer();
            timer.schedule(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    System.out.println("hello world! 3");
                }
            },3000);
            timer.schedule(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    System.out.println("hello world! 2");
                }
            },2000);
            timer.schedule(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    System.out.println("hello world! 1");
                }
            },1000);
            System.out.println("程序开始执行!!!");
        }
    }

运行结果如下：  
![在这里插入图片描述][67240ba67db34fefb29dfc24684c1576.png]

## 四、总结 ##

**Timer类是Java中的定时工具类，它可以帮助我们实现在指定时间执行指定任务的功能。Timer类提供了一个方法即`schedule方法`，我们可以通过schedule方法来注册一个任务并指定执行该任务的时间，当执行时间到的时候，Timer类内部的线程就会负责调用执行注册的任务。**

**另外我们可以通过优先级队列的方式来实现类似于Timer类这样的定时器。**

**本文到这里就结束了，希望友友们可以支持一下一键三连哈。嗯，就到这里吧，再见啦！！！**

![在这里插入图片描述][dd57574304484517a05deefdbc28920d.png]

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[Java]: https://blog.csdn.net/m0_74352571/category_12520599.html
[JaveEE]: https://blog.csdn.net/m0_74352571/category_12524555.html?spm=1001.2014.3001.5482
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[67240ba67db34fefb29dfc24684c1576.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/27/121711ae15b14fac804ea0b58cb04f49.png
[dd57574304484517a05deefdbc28920d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/27/e6d5ebf7592f4cb2897c373c4a36cc5f.png