应用场景
(1) 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。
(2) 监控系统，每隔一段时间采集下系统数据，对异常事件报警
(3) 统计系统，一般凌晨一定时间统计昨日的各种数据指标。
实现定时任务的两种方式
(1) 使用java.util包中的Timer和TimerTask。
(2) 使用Java并发包中的ScheduleExecutorService。
Timer和TimerTask
基本用法
TimerTask 表示一个定时任务，它是一个抽象类，实现了Runable,具体的定时任务需要继承该类，实现了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：
//在当前时间延时delay 毫秒后运行任务task
public void schedule(TimerTask task, long delay) {
if (delay < 0)
throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, 0);
}
// 在指定绝对时间time 执行任务task
public void schedule(TimerTask task, Date time) {
sched(task, time.getTime(), 0);
}
//固定延时重复执行，第一次计划执行时间为firstTime,后一次的计划执行时间为前一次“实际”执行时间加上period
public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) {
if (period <= 0)
throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
sched(task, firstTime.getTime(), -period);
}
// 固定延时重复执行，第一次执行时间为当前时间加上delay
public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) {
if (delay < 0)
throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
if (period <= 0)
throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, -period);
}
//固定频率重复执行，第一次执行时间为当前时间加上delay
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period) {
if (delay < 0)
throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
if (period <= 0)
throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, period);
}
//固定频率重复执行，第一次计划执行时间为firstTime,后一次的计划执行时间为前一次“实际”执行时间加上period
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime,
long period) {
if (period <= 0)
throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
sched(task, firstTime.getTime(), period);
}
需要注意固定延时与固定频率的区别，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。
基本示例
package com.claa.javabasic.TimerDemo;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* @Author: claa
* @Date: 2020/05/24 08:58
* @Description:
*/
public class BasicTimer {
static class DelayTask extends TimerTask{
@Override
public void run() {
System.out.println("delayed task");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new DelayTask(),1000);
Thread.sleep(2000);
timer.cancel(); // 取消所有定时任务
}
}
package com.claa.javabasic.TimerDemo;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* @Author: claa
* @Date: 2020/05/24 09:20
* @Description: 固定延时示例
* 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开始运行，运行后1秒1次
*/
public class TimerFixedDelay {
static class LongRuningTask extends TimerTask {
@Override
public void run() {
try{
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedException e){
}
System.out.println("long runing finished");
}
}
static class FixedDelayTask extends TimerTask{
@Override
public void run() {
System.out.println(System.currentTimeMillis());
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new LongRuningTask(),10);
timer.schedule(new FixedDelayTask(),100,1000);
}
}
package com.claa.javabasic.TimerDemo;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* @Author: claa
* @Date: 2020/05/24 09:32
* @Description:固定频率
* 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
*/
public class TimerFixedRate {
static class LongRuningTask extends TimerTask {
@Override
public void run() {
try{
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedException e){
}
System.out.println("long runing finished");
}
}
static class FixedRateTask extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println(System.currentTimeMillis());
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new LongRuningTask(),10);
timer.scheduleAtFixedRate(new FixedRateTask(),100,1000);
}
}
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安排优先级。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，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，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。
需要强调的是，下次任务的计划是在执行当前任务之前就做出的，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ScheduledExecutorService 的固定延时计算方法 不同，后者更合乎一般的期望。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。
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。
package com.claa.javabasic.TimerDemo;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* @Author: claa
* @Date: 2020/05/24 10:16
* @Description:Timer 循环示例
*/
public class EndLessLoopTimer {
static class LoopTask extends TimerTask{
@Override
public void run() {
while(true){
try{
// 模拟执行任务
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
// 永远没有机会执行
static class ExampleTask extends TimerTask{
@Override
public void run() {
System.out.println("hello");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new LoopTask(),10);
timer.schedule(new ExampleTask(),100);
}
}
异常处理
关于Timer线程，在执行任何一个任务的run方法时，一旦抛出异常，Timer线程就会退出，从而所有定时任务都会被取消。
package com.claa.javabasic.TimerDemo;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* @Author: claa
* @Date: 2020/05/24 10:33
* @Description:
*/
public class TimerException {
static class TaskA extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println("task A");
}
}
static class TaskB extends TimerTask{
@Override
public void run() {
try{
System.out.println("task B");
throw new RuntimeException();
}catch (RuntimeException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TaskA(),1,1000);
timer.schedule(new TaskB(),2000,1000);
}
}
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。
注意点
(1)后台只有一个线程在运行；
(2)) 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；
(3)固定延时任务的延时相对的是任务执行前的时间；
(4))不要在定时任务中使用无限循环；
(5) 一个定时任务的未处理异常会导致所有定时任务被取消。
ScheduledExecutorService
基本用法
public interface ScheduledExecutorService extends ExecutorService {
// 单次执行，在指定延时delay 后运行command
public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,
long delay, TimeUnit unit);
// 单次执行，在指定延时delay 后运行callable
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,
long delay, TimeUnit unit);
// 固定频率重复执行
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
long initialDelay,
long period,
TimeUnit unit);
// 固定延时重复执行
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
long initialDelay,
long delay,
TimeUnit unit);
}
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initialDelay+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
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：
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize)
此外，还有构造方法可以接受参数ThreadFactory和RejectedExecutionHandler。
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。
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。
package com.claa.javabasic.ScheduledDemo;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* @Author: claa
* @Date: 2020/05/24 11:23
* @Description:
*/
public class ScheduledFixedDelay {
static class LongRuningTask extends TimerTask {
@Override
public void run() {
try{
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedException e){
}
System.out.println("long runing finished");
}
}
static class FixedDelayTask extends TimerTask{
@Override
public void run() {
System.out.println(System.currentTimeMillis());
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(10);
timer.schedule(new LongRuningTask(),10, TimeUnit.MILLISECONDS);
timer.scheduleWithFixedDelay(new FixedDelayTask(),100,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
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。
package com.claa.javabasic.ScheduledDemo;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* @Author: claa
* @Date: 2020/05/24 11:31
* @Description:
*/
public class ScheduleException {
static class TaskA extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println("task A");
}
}
static class TaskB extends TimerTask{
@Override
public void run() {
try{
System.out.println("task B");
throw new RuntimeException();
}catch (RuntimeException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ScheduledExecutorService timer = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
timer.scheduleWithFixedDelay(new TaskA(),0,1, TimeUnit.SECONDS);
timer.scheduleWithFixedDelay(new TaskB(),2,1, TimeUnit.SECONDS);
}
}
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。
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。