这里写目录标题
- 18.3 定时任务的那些陷阱
- 18.3.1 Timer和TimerTask
- 1.基本用法
- 2.基本示例
- 3.基本原理
- 4.死循环
- 5.异常处理
- 6.小结
- 18.3.2 ScheduledExecutorService
- 1.基本用法
- 2.基本示例
- 3.基本原理
- 18.3.3 小结
- 参考目录
18.3 定时任务的那些陷阱
本节探讨定时任务，定时任务的应用场景是非常多的，比如：
·闹钟程序或任务提醒，指定时间叫床或在指定日期提醒还信用卡。
·监控系统，每隔一段时间采集下系统数据，对异常事件报警。
·统计系统，一般凌晨一定时间统计昨日的各种数据指标。
在Java中，主要有两种方式实现定时任务：
·使用java.util包中的Timer和TimerTask。
·使用Java并发包中的ScheduledExecutorService。
它们的基本用法都是比较简单的，但如果对它们没有足够的了解， 则很容易陷入其中的一些陷阱。下面，我们就来介绍它们的用法、原理 以及那些陷阱。
18.3.1 Timer和TimerTask
我们先介绍它们的基本用法和示例，然后介绍它们的实现原理和一 些注意事项。
1.基本用法
TimerTask表示一个定时任务，它是一个抽象类，实现了 Runnable，具体的定时任务需要继承该类，实现run方法。Timer是一个具体类，它负责定时任务的调度和执行，主要方法有：
需要注意固定延时（fixed-delay）与固定频率（fixed-rate）的区别，二者都是重复执行，但后一次任务执行相对的时间是不一样的，对于固定延时，它是基于上次任务的“实际”执行时间来算的， 如果由于某种原因，上次任务延时了，则本次任务也会延时，而固定频率会尽量补够运行次数。
另外，需要注意的是，如果第一次计划执行的时间firstTime是一个 过去的时间，则任务会立即运行，对于固定延时的任务，下次任务会基 于第一次执行时间计算，而对于固定频率的任务，则会从firstTime开始 算，有可能加上period后还是一个过去时间，从而连续运行很多次，直 到时间超过当前时间。我们通过一些简单的例子具体来看下。
2.基本示例
看一个最简单的例子，如代码清单18-3所示。
代码清单18-3 Timer基本示例
创建一个Timer对象，1秒钟后运行DelayTask，最后调用Timer的 cancel方法取消所有定时任务。
看一个固定延时的简单例子，如代码清单18-4所示。
有两个定时任务，第一个运行一次，但耗时5秒，第二个是重复执 行，1秒一次，第一个先运行。运行该程序，会发现，第二个任务只有 在第一个任务运行结束后才会开始运行，运行后1秒一次。如果替换上面的代码为固定频率，即变为代码清单18-5所示。
运行该程序，第二个任务同样只有在第一个任务运行结束后才会运 行，但它会把之前没有运行的次数补过来，一下子运行5次，输出类似 下面这样：
3.基本原理
Timer内部主要由任务队列和Timer线程两部分组成。任务队列是一 个基于堆实现的优先级队列，按照下次执行的时间排优先级。Timer线程负责执行所有的定时任务，需要强调的是，一个Timer对象只有一个 Timer线程， 所以，对于上面的例子，任务会被延迟。
Timer线程主体是一个循环，从队列中获取任务，如果队列中有任务且计划执行时间小于等于当前时间，就执行它，如果队列中没有任务 或第一个任务延时还没到，就睡眠。如果睡眠过程中队列上添加了新任务且新任务是第一个任务，Timer线程会被唤醒，重新进行检查。
在执行任务之前，Timer线程判断任务是否为周期任务，如果是， 就设置下次执行的时间并添加到优先级队列中，对于固定延时的任务， 下次执行时间为当前时间加上period，对于固定频率的任务，下次执行 时间为上次计划执行时间 加上period。
需要强调是，下次任务的计划是在执行当前任务之前就做出了的， 对于固定延时的任务，延时相对的是任务执行前的当前时间， 而不是 任务执行后，这与后面讲到的Sched-uledExecutorService的固定延时计算 方法是不同的，后者的计算方法更合乎一般的期望。对于固定频率的任务，延时相对的是最先的计划， 所以，很有可能会出现前面例子中一 下子执行很多次任务的情况。
4.死循环
一个Timer对象只有一个Timer线程，这意味着，定时任务不能耗时太长，更不能是无限循环。 看个例子，如代码清单18-6所示。
第一个定时任务是一个无限循环，其后的定时任务ExampleTask将 永远没有机会执行。
5.异常处理
关于Timer线程，还需要强调非常重要的一点：在执行任何一个任 务的run方法时，一旦run抛出异常，Timer线程就会退出，从而所有定时任务都会被取消。 我们看个简单的示例，如代码清单18-7所示。
期望TaskA每秒执行一次，但TaskB会抛出异常，导致整个定时任务被取消，程序终止，屏幕输出为：
所以，如果希望各个定时任务不互相干扰，一定要在run方法内捕 获所有异常。
6.小结
可以看到，Timer/TimerTask的基本使用是比较简单的，但我们需要注意：
·后台只有一个线程在运行；
·固定频率的任务被延迟后，可能会立即执行多次，将次数补够；
·固定延时任务的延时相对的是任务执行前的时间；
·不要在定时任务中使用无限循环；
·一个定时任务的未处理异常会导致所有定时任务被取消。
18.3.2 ScheduledExecutorService
由于Timer/TimerTask的一些问题，Java并发包引入了 ScheduledExecutorService，下面我们介绍它的基本用法、基本示例和基本原理。
1.基本用法
ScheduledExecutorService是一个接口，其定义为：
它们的返回类型都是ScheduledFuture，它是一个接口，扩展了 Future和Delayed，没有定义额外方法。这些方法的大部分语义与Timer 中的基本是类似的。对于固定频率的任务，第一次执行时间为 initialDelay后，第二次为initialDelay+period，第三次为initial- Delay+2*period，以此类推。不过，对于固定延时的任务，它是从任务执行后开始算的， 第一次为initialDelay后，第二次为第一次任务执行结束后再加上delay。与Timer不同，它不支持以绝对时间作为首次运行的时间。
ScheduledExecutorService的主要实现类是 ScheduledThreadPoolExecutor，它是线程池ThreadPoolExecutor的子类， 是基于线程池实现的，它的主要构造方法是：
此外，还有构造方法可以接受参数ThreadFactory和RejectedExecutionHandler，含义与ThreadPoolExecutor一样，我们就不赘述了。
它的任务队列是一个无界的优先级队列，所以最大线程数对它没有作用，即使core-PoolSize设为0，它也会至少运行一个线程。
工厂类Executors也提供了一些方便的方法，以方便创建 ScheduledThreadPoolExecutor，如下所示：
2.基本示例
由于可以有多个线程执行定时任务，一般任务就不会被某个长时间运行的任务所延迟了。比如，对于代码清单18-4所示的 TimerFixedDelay，如果改为代码清单18-8所示：
再次执行，第二个任务就不会被第一个任务延迟了。
另外，与Timer不同，单个定时任务的异常不会再导致整个定时任务被取消，即使后台只有一个线程执行任务。我们看个例子，如代码清 单18-9所示。
TaskA和TaskB都是每秒执行一次，TaskB两秒后执行，但一执行就 抛出异常，屏幕的输出类似如下：
这说明，定时任务TaskB被取消了，但TaskA不受影响，即使它们 是由同一个线程执行的。不过，需要强调的是，与Timer不同，没有异 常被抛出，TaskB的异常没有在任何地方体现。所以，与Timer中的任务 类似，应该捕获所有异常。
3.基本原理
ScheduledThreadPoolExecutor的实现思路与Timer基本是类似的，都有一个基于堆的优先级队列，保存待执行的定时任务，它的主要不同是：
1）它的背后是线程池，可以有多个线程执行任务。
2）它在任务执行后再设置下次执行的时间，对于固定延时的任务更为合理。
3）任务执行线程会捕获任务执行过程中的所有异常，一个定时任务的异常不会影响其他定时任务，不过，发生异常的任务（即使是一个 重复任务）不会再被调度。
18.3.3 小结
本节介绍了Java中定时任务的两种实现方式：Timer和 ScheduledExecutorService，需要特别注意Timer的一些陷阱，实践中建 议使用ScheduledExecutorService。
它们的共同局限是不太胜任复杂的定时任务调度。比如，每周一和 周三晚上18：00到22：00，每半小时执行一次。对于类似这种需求，可 以利用我们之前在第7章介绍的日期和时间处理方法，或者利用更为强大的第三方类库，比如Quartz（http://www.quartz-scheduler.org/ ）。
在并发应用程序中，一般我们应该尽量利用高层次的服务，比如各 种并发容器、任务执行服务和线程池等，避免自己管理线程和它们之间 的同步。但在个别情况下，自己管理线程及同步是必需的，这时，除了 利用前面章节介绍的synchronized显式锁和条件等基本工具，Java并发包 还提供了一些高级的同步和协作工具，以方便实现并发应用，让我们下 一章来了解它们。
参考目录
绝大多数内容来自于：Java编程的逻辑 作者: 马俊昌（第18章 异步任务执行服务 18.3 定时任务的那些陷阱）
Java官方文档
https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html
