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java定时器实现原理



定时器可以帮助我们监管一部分的任务,只需要在规定的时间内自动执行,这样一来就不需要耗费过多的人力资源。下面,和大家分享一下关于Java中的定时器具体是怎么实现的文章。

一、定时器

定时器相当于一个任务管理器。有些任务可能现在执行java定时器, 有些任务可能过1个小时,甚至很久才会执行。定时器就是对这些任务进行管理监视, 如果一个任务执行时间到了,定时器就会将这个任务执行。 保证所有的任务都会在合适的时间执行。

二、定时器的实现

对于定时器的实现,我们可以划分为3个部分。

1、 使用一个Task类描述每一个任务(里面包含任务的执行方法, 定时时间)。
2、 使用优先级队列管理这些任务类。

2.1 我们都知道优先级队列底层实现是堆(以小根堆为例), 堆顶的元素是所有的元素的最小值。 我们以任务的定时时间为比较原则构建, 这样就可以保证堆顶元素的任务执行时间是最短的(这样的实现,我们需要在Task类内部定义比较规则-即重写Comparable接口的CompareTo方法)。

2.2 当一个任务执行完毕, 就会从优先级队列取出poll掉, 然后内部重新组织保证新的堆顶元素是定时时间最短的。

2.3 如果说堆顶的任务定时时间还没有到达(当然后续的任务定时时间肯定会更长,不会被执行)

3、使用一个线程循环扫描优先级队列, 相当于一个监控线程,循环判断堆顶任务是否满足执行时间。

三、定时器的组成

1、制定任务类Task

Task类包含任务的 执行方法 和 定时时间。

1.1 执行方法我采用封装Runnable中run方法实现, 这样做是为了后续添加任务时方便写执行逻辑。
1.2 定时时间就是long类型的变量
1.3 制定比较规则, 后续优先级队列中存放的是Task对象(而在内部构建时,需要比较两个Task对象的),对于对象的比较, 我们以对象的定时时间为规则, 制定小根堆。

 

2、监管线程&定时器对象Timer

监管线程Worker中包含优先级队列(小根堆)queue 和 循环监管的流程。

Timer对象封装了监管线程Woker 和 任务的添加方法schedule()

关于监管线程的优化

2.1 循环监控存在一个弊端,那就是一直循环判断, 占用CPU资源。
(假如堆首任务的执行是1小时后, 再次期间监管线程会跑1小时循环判断。)

解决方法: 可以通过线程阻塞和唤醒来解决。在下面代码有详细注释和实现。

2.1.1 如果任务1小时后执行, 我们让监管线程wait(1小时), 但在此期间如果有新的任务添加进来(可能新的任务需要等30分钟就可以执行,堆首元素发生变化) ,这时需要唤醒监管线程来重新判断。(由于wait和notify方法不在用一个类中实现, 我们通过一个Object(mailBox)来阻塞、唤醒)

 

3、测试代码

其中添加了4个任务, 分别是2s、5s、7s、10s后执行。

 

4、测试结果

2021426104523077

以上就是关于Java中的定时器具体实现过程的全部内容,如果想要了解更多关于Java定时器的相关内容,推荐您阅读Java教程中的定时器相关文章,里面有更具体的实例展示和详细内容。

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