Java 多线程之Timer与ScheduledExecutorService

1、Timer管理延时任务的缺陷

a、以前在项目中也经常使用定时器，比如每隔一段时间清理项目中的一些垃圾文件，每个一段时间进行数据清洗；然而Timer是存在一些缺陷的，因为Timer在执行定时任务时只会创建一个线程，所以如果存在多个任务，且任务时间过长，超过了两个任务的间隔时间，会发生一些缺陷：下面看例子：

Timer的源码：

1. public class Timer {
2. /**
3. * The timer task queue.  This data structure is shared with the timer
4. * thread.  The timer produces tasks, via its various schedule calls,
5. * and the timer thread consumes, executing timer tasks as appropriate,
6. * and removing them from the queue when they're obsolete.
7. */
8. private TaskQueue queue = new TaskQueue();
9. /**
10. * The timer thread.
11. */
12. private TimerThread thread = new TimerThread(queue);

TimerThread是Thread的子类，可以看出内部只有一个线程。下面看个例子:

1. package com.zhy.concurrency.timer;
2. import java.util.Timer;
3. import java.util.TimerTask;
4. public class TimerTest
5. {
6. private static long start;
7. public static void main(String[] args) throws Exception
8. {
9. TimerTask task1 = new TimerTask()
10. {
11. @Override
12. public void run()
13. {
14. System.out.println("task1 invoked ! "
15. + (System.currentTimeMillis() - start));
16. try
17. {
18. Thread.sleep(3000);
19. } catch (InterruptedException e)
20. {
21. e.printStackTrace();
22. }
23. }
24. };
25. TimerTask task2 = new TimerTask()
26. {
27. @Override
28. public void run()
29. {
30. System.out.println("task2 invoked ! "
31. + (System.currentTimeMillis() - start));
32. }
33. };
34. Timer timer = new Timer();
35. start = System.currentTimeMillis();
36. timer.schedule(task1, 1000);
37. timer.schedule(task2, 3000);
38. }
39. }

定义了两个任务，预计是第一个任务1s后执行，第二个任务3s后执行，但是看运行结果：

1. task1 invoked ! 1000
2. task2 invoked ! 4000

task2实际上是4后才执行，正因为Timer内部是一个线程，而任务1所需的时间超过了两个任务间的间隔导致。下面使用ScheduledThreadPool解决这个问题：

1. package com.zhy.concurrency.timer;
2. import java.util.TimerTask;
3. import java.util.concurrent.Executors;
4. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
5. import java.util.concurrent.TimeUnit;
6. public class ScheduledThreadPoolExecutorTest
7. {
8. private static long start;
9. public static void main(String[] args)
10. {
11. /**
12. * 使用工厂方法初始化一个ScheduledThreadPool
13. */
14. ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool = Executors
15. .newScheduledThreadPool(2);
16. TimerTask task1 = new TimerTask()
17. {
18. @Override
19. public void run()
20. {
21. try
22. {
23. System.out.println("task1 invoked ! "
24. + (System.currentTimeMillis() - start));
25. Thread.sleep(3000);
26. } catch (Exception e)
27. {
28. e.printStackTrace();
29. }
30. }
31. };
32. TimerTask task2 = new TimerTask()
33. {
34. @Override
35. public void run()
36. {
37. System.out.println("task2 invoked ! "
38. + (System.currentTimeMillis() - start));
39. }
40. };
41. start = System.currentTimeMillis();
42. newScheduledThreadPool.schedule(task1, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
43. newScheduledThreadPool.schedule(task2, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
44. }
45. }

输出结果：

1. task1 invoked ! 1001
2. task2 invoked ! 3001

符合我们的预期结果。因为ScheduledThreadPool内部是个线程池，所以可以支持多个任务并发执行。

2、Timer当任务抛出异常时的缺陷

如果TimerTask抛出RuntimeException，Timer会停止所有任务的运行：

1. package com.zhy.concurrency.timer;
2. import java.util.Date;
3. import java.util.Timer;
4. import java.util.TimerTask;
5. public class ScheduledThreadPoolDemo01
6. {
7. public static void main(String[] args) throws InterruptedException
8. {
9. final TimerTask task1 = new TimerTask()
10. {
11. @Override
12. public void run()
13. {
14. throw new RuntimeException();
15. }
16. };
17. final TimerTask task2 = new TimerTask()
18. {
19. @Override
20. public void run()
21. {
22. System.out.println("task2 invoked!");
23. }
24. };
25. Timer timer = new Timer();
26. timer.schedule(task1, 100);
27. timer.scheduleAtFixedRate(task2, new Date(), 1000);
28. }
29. }

上面有两个任务，任务1抛出一个运行时的异常，任务2周期性的执行某个操作，输出结果：

　　task2 invoked!

1. Exception in thread "Timer-0" java.lang.RuntimeException
2. at com.zhy.concurrency.timer.ScheduledThreadPoolDemo01$1.run(ScheduledThreadPoolDemo01.java:24)
3. at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:512)
4. at java.util.TimerThread.run(Timer.java:462)

由于任务1的一次，任务2也停止运行了。。。下面使用ScheduledExecutorService解决这个问题：

1. package com.zhy.concurrency.timer;
2. import java.util.Date;
3. import java.util.Timer;
4. import java.util.TimerTask;
5. import java.util.concurrent.Executors;
6. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
7. import java.util.concurrent.TimeUnit;
8. public class ScheduledThreadPoolDemo01
9. {
10. public static void main(String[] args) throws InterruptedException
11. {
12. final TimerTask task1 = new TimerTask()
13. {
14. @Override
15. public void run()
16. {
17. throw new RuntimeException();
18. }
19. };
20. final TimerTask task2 = new TimerTask()
21. {
22. @Override
23. public void run()
24. {
25. System.out.println("task2 invoked!");
26. }
27. };
28. ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1);
29. pool.schedule(task1, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
30. pool.scheduleAtFixedRate(task2, 0 , 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
31. }
32. }

代码基本一致，但是ScheduledExecutorService可以保证，task1出现异常时，不影响task2的运行：

1. task2 invoked!
2. task2 invoked!
3. task2 invoked!
4. task2 invoked!
5. task2 invoked!<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">...</span>

3、Timer执行周期任务时依赖系统时间

Timer执行周期任务时依赖系统时间，如果当前系统时间发生变化会出现一些执行上的变化，ScheduledExecutorService基于时间的延迟，不会由于系统时间的改变发生执行变化。

上述，基本说明了在以后的开发中尽可能使用ScheduledExecutorService(JDK1.5以后)替代Timer。