1、例子入手

package pers.growing.test;import java.util.Timer; import java.util.TimerTask;public class Main {/*** 延遲100ms后，間隔1s打印出：hello world** @param args* @throws InterruptedException*/public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Timer t = new Timer();t.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello world");}}, 100, 1000);}}

結果：

hello world hello world hello world hello world hello world hello world hello world

2、類講解

TimerTask.java：主要為任務的具體內容。

Timer.java中含有3個類：Timer、TimerThread、TaskQueue。

三者關系為：TaskQueue中存放一些列將要執行的TimerTask，以數組的形式存放，下標約小（注：下標為0不處理，即使用的最小下標為1），則表明優先級越高。

TimerThread為Thread的擴展類，會一直從TaskQueue中獲取下標為1的TimerTask進行執行。并根據該TimerTask是否需要重復執行來決定是否放回到TaskQueue中。

Timer用于配置用戶期望的任務執行時間、執行次數、執行內容。它內部會配置TimerThread、TaskQueue。

3、源碼解讀

Timer類下的方法如下：

Timer中涉及到4個成員變量，queue、thread已經在上面介紹過了，對于nextSerialNumber，只是用于命名默認的thread名稱使用。threadReaper為了在GC時進行相關處理，后面再介紹。

Timer的構造函數實現大同小異，以Timer(String,boolean)為例:

public Timer(String name, boolean isDaemon) {thread.setName(name); //設置成員變量的線程名稱thread.setDaemon(isDaemon); //該線程是否為守護線程thread.start();//起線程}

schedule()以schedule(TimerTask,long,long)為例:

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); //最后調用了sched方法}

這一塊有困惑的可能是為什么period取了負數？而且所有的schedule(...)方法，最后傳給sched中的period都是負的。之后再介紹。

scheduleAtFixedRate()以scheduleAtFixedRate(TimerTask,long,long)為例：

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); //也是調用sched方法}

此時會發現schedule與scheduleAtFixedRate似乎區別不大，唯一有區別的是schedule最后傳值給sched的period是負數，而scheduleAtFixedRate傳的是正數。

在schedule方法的注釋上，有這段內容：

* <p>In fixed-delay execution, each execution is scheduled relative to* the actual execution time of the previous execution. If an execution* is delayed for any reason (such as garbage collection or other* background activity), subsequent executions will be delayed as well.* In the long run, the frequency of execution will generally be slightly* lower than the reciprocal of the specified period (assuming the system* clock underlying <tt>Object.wait(long)</tt> is accurate).

翻譯：如果出現某一次任務的延遲，那么之后的任務都會以period為周期進行延遲。

而scheduleAtFixedRate方法也有對應注釋：

* <p>In fixed-rate execution, each execution is scheduled relative to the* scheduled execution time of the initial execution. If an execution is* delayed for any reason (such as garbage collection or other background* activity), two or more executions will occur in rapid succession to* "catch up." In the long run, the frequency of execution will be* exactly the reciprocal of the specified period (assuming the system* clock underlying <tt>Object.wait(long)</tt> is accurate).

翻譯：每次的執行都是以初始時計算好的時間為準，如果出現某次任務的延遲，則之后的任務會快速執行，即按計劃時間執行。

那么看下Sched()方法實現：

private void sched(TimerTask task, long time, long period) {//接收具體任務，第一次執行時間，周期if (time < 0)throw new IllegalArgumentException("Illegal execution time.");// Constrain value of period sufficiently to prevent numeric// overflow while still being effectively infinitely large.if (Math.abs(period) > (Long.MAX_VALUE >> 1))period >>= 1;synchronized(queue) {if (!thread.newTasksMayBeScheduled)throw new IllegalStateException("Timer already cancelled.");synchronized(task.lock) {if (task.state != TimerTask.VIRGIN)throw new IllegalStateException("Task already scheduled or cancelled");task.nextExecutionTime = time; //給TimerTask賦值task.period = period;task.state = TimerTask.SCHEDULED;}queue.add(task);//將TimerTask放到隊列中，并進行隊列排序if (queue.getMin() == task)//如果隊列里恰好下標為1的任務為當前的task，則直接喚醒queue.notify();}}

queue中的add和getMin操作如下：

void add(TimerTask task) {// Grow backing store if necessaryif (size + 1 == queue.length)queue = Arrays.copyOf(queue, 2*queue.length);queue[++size] = task;fixUp(size);//讓task進行排序，排序并不是十分嚴謹，將nextExecutionTime較小的往前排}private void fixUp(int k) {while (k > 1) {int j = k >> 1;if (queue[j].nextExecutionTime <= queue[k].nextExecutionTime)break;TimerTask tmp = queue[j]; queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;k = j;}}TimerTask getMin() { //注意最小的值是從下標為1的獲取，queue[0]其實沒用到return queue[1];}

數據已經放到queue中了，那么看下是什么時候執行的。在之前Timer的構造函數這塊，有一句是：thread.start();說明TimerThread在Timer初始化之后就一直啟用著，那看下它的處理。

public void run() {try {mainLoop(); //主要實現內容} finally {// Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelledsynchronized(queue) {newTasksMayBeScheduled = false;queue.clear(); // Eliminate obsolete references}}}/*** The main timer loop. (See class comment.)*/private void mainLoop() {while (true) {try {TimerTask task;boolean taskFired;synchronized(queue) {// Wait for queue to become non-empty//如果隊列為空并且是有標志位，則等待。沒有標志位的情況為不在需要執行timer了，比如cancel或被gc的時候while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled) queue.wait();if (queue.isEmpty())break; // Queue is empty and will forever remain; die// Queue nonempty; look at first evt and do the right thinglong currentTime, executionTime;//分別是當前時間、理論執行時間task = queue.getMin();//獲取就近的tasksynchronized(task.lock) {//如果該task已經被置為cancelled，則將它從隊列里面移出if (task.state == TimerTask.CANCELLED) {queue.removeMin();continue; // No action required, poll queue again}currentTime = System.currentTimeMillis();executionTime = task.nextExecutionTime;if (taskFired = (executionTime<=currentTime)) {if (task.period == 0) { // period表示該task是一次性的，用完就移出queue.removeMin();//移出task，這塊會有queue的重新排序task.state = TimerTask.EXECUTED;//更新狀態為執行中} else {//可重復執行的task操作，將重新計算下次執行時間，并重新排序 //重點，此處解釋為什么period分正負：區別schedule方法和scheduleAtFixedRate//如果是負數，則以當前時間為準，往后計算下次執行時間//如果是正數，則以理論時間為準，往后計算下次執行時間queue.rescheduleMin(task.period<0 ? currentTime - task.period: executionTime + task.period);}}}if (!taskFired) // 如果還沒到任務執行時間就處于等待queue.wait(executionTime - currentTime);}if (taskFired) // 到執行時間了//執行task中的run方法，而不是start方法，所以并不是另起一個線程進行操作task.run();} catch(InterruptedException e) {//如果是不能捕獲的異常，就會有風險了}}}

關于queue中的removeMin()和rescheduleMin()方法如下：

void removeMin() {//前兩行賦值可能會將queue亂序，所以才會有fixDown重新排序queue[1] = queue[size];queue[size--] = null; // Drop extra reference to prevent memory leakfixDown(1);}//因為取的時候也是取下標為1的task進行操作，所以此次也是將下標為1的task重新賦時間，并排序void rescheduleMin(long newTime) {queue[1].nextExecutionTime = newTime;fixDown(1);}//和fixUp方法類似，該排序單獨看也并非嚴謹，但由于每次操作都會經歷，所以應該是準的吧！private void fixDown(int k) {int j;while ((j = k << 1) <= size && j > 0) {if (j < size &&queue[j].nextExecutionTime > queue[j+1].nextExecutionTime)j++; // j indexes smallest kidif (queue[k].nextExecutionTime <= queue[j].nextExecutionTime)break;TimerTask tmp = queue[j]; queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;k = j;}}

當timerTask調用了timerTask.cancel()操作時，也可以人為的將它從Timer隊列中清除掉，方法如下：

public int purge() {int result = 0;synchronized(queue) {for (int i = queue.size(); i > 0; i--) {if (queue.get(i).state == TimerTask.CANCELLED) {queue.quickRemove(i); //由于i取值時必然大于0，所以肯定能夠找到正常的數據result++;}}if (result != 0)queue.heapify();//重新排序}return result;}

queue中的quickRemove和heapify方法：

void quickRemove(int i) { //只要簡單賦值就行了，最后排序交給heapify()assert i <= size;queue[i] = queue[size];queue[size--] = null; // Drop extra ref to prevent memory leak}void heapify() {for (int i = size/2; i >= 1; i--)fixDown(i); //在前面的篇幅中介紹過了}

當然如果Timer也可以人為的取消，不在繼續定時任務。其方法如下：

public void cancel() {synchronized(queue) {thread.newTasksMayBeScheduled = false;queue.clear(); //會將隊列中的所有的task賦值為nullqueue.notify(); // 通知thread中的mainLoop進行break操作}}

綜上，其實大部分流程就屢清楚了。順帶介紹下Timer中的threadReaper。代碼如下：

/*** This object causes the timer's task execution thread to exit* gracefully when there are no live references to the Timer object and no* tasks in the timer queue. It is used in preference to a finalizer on* Timer as such a finalizer would be susceptible to a subclass's* finalizer forgetting to call it.*/private final Object threadReaper = new Object() {protected void finalize() throws Throwable {synchronized(queue) {thread.newTasksMayBeScheduled = false;queue.notify(); // In case queue is empty.}}};

重寫了finalize方法，該方法為GC時候調用，主要使Timer中的thread能夠優雅退出。

4、總結

優勢：可以實現比較輕量級的定時任務，而且很方便

劣勢：

①由于Timer只是創建了一個thread去執行queue中的task，那么就可能會出現上一個任務執行延遲了，會影響到下一個定時任務。

②在TimerThread#mainloop中，也可看到，如果拋出了InterruptedException之外無法捕獲到的異常時，mainloop就會中斷，Timer也就無法使用了。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的java定时器-Timer和TimerTask详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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