正文
JAVA定时任务Timer
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故事起因
因业务需要，写了一个定时任务Timer，任务将在每天的凌晨2点执行，代码顺利码完，一切就绪，开始测试。运行程序，为了节省时间，将系统时间调整为第二天凌晨1点59分，看着秒针滴答滴答的转动，期盼着到2点时程序能正确运行，正暗暗欣喜之时，时间滑过2点，但是程序没有任何反应，啊哦，难道是我程序写错了。悲剧。
二次测试
首先检查自己写的程序没有什么问题。再次测试，先将时间调整为1点59分，打上断点，再运行程序，2点到来，程序运行到断点处，一步一步往下走，一切正常。为何，刚刚不是还是不能运行吗。又重复测试了几次，发现一个规律，先调整好时间后再运行程序一切正常，但是先运行程序再调整时间就什么没有任何反应。没办法了，只能研究一下JDK的Timer源码，看看内部有什么玄机。
了解内幕
我们先看看类的关系，见下图：
图1
其中Task是我自己写的任务类，这个类需要继承TimerTask，并且实现run()抽象方法，需要将任务执行的相关代码写在run方法中。
public class Task extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println("do task...");
}
}
执行任务的方法如下：
public class TimerManager {
public TimerManager() {
…… Timer timer = new Timer();
Task task = new Task();
// 安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定延迟执行。
timer.schedule(task, date, ConfigData.getDeltaTime() * 1000);
}
}
在执行任务的时候，我们只跟Timer打交道，所以先来了解一下Timer.
Timer的构造函数如下，又调用了自己的另一个构造函数 :
public Timer() {
this("Timer-" + serialNumber());
} public Timer(String name) {
thread.setName(name);
thread.start();
}
到了这一步，我们需要了解thread是个什么玩意儿，我们来看看他的定义：
private TimerThread thread = new TimerThread(queue);
此时我们需要了解的对象成了TimerThread了，顺藤摸瓜，接着往下看吧：
class TimerThread extends Thread {
boolean newTasksMayBeScheduled = true; private TaskQueue queue; TimerThread(TaskQueue queue) {
this.queue = queue;
} public void run() {
try {
mainLoop();
} finally {
// Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
synchronized(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
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 thing
long currentTime, executionTime;
task = queue.getMin();
synchronized(task.lock) {
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) { // Non-repeating, remove
queue.removeMin();
task.state = TimerTask.EXECUTED;
} else { // Repeating task, reschedule
queue.rescheduleMin(
task.period<0 ? currentTime - task.period
: executionTime + task.period);
}
}
}
if (!taskFired) // Task hasn't yet fired; wait
queue.wait(executionTime - currentTime);
}
if (taskFired) // Task fired; run it, holding no locks
task.run();
} catch(InterruptedException e) {
}
}
}
}
我们可以看到TimerThread主要就是mianLoop()方法,在mainLoop方法中有这么两行代码：
while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
queue.wait();
当我们 new Timer()，然后两次调用Timer()的构造函数，并调用thread.start()时，就到了mainLoop方法的这两行代码了，此时的queue.isEmpty()为true，所以线程就wait在这个地方了。什么时候将他notify呢？我们接着往下看我们自己的代码，new Timer(),new Task()之后就到了下面的这行代码了：
timer.schedule(task, date, ConfigData.getDeltaTime() * 1000);
继续摸索一下timer.schedule()是怎么工作的：
public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) {
if (period <= 0)
throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
sched(task, firstTime.getTime(), -period);
} private void sched(TimerTask task, long time, long period) {
if (time < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal execution time."); 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;
task.period = period;
task.state = TimerTask.SCHEDULED;
} queue.add(task);
if (queue.getMin() == task)
queue.notify();
}
}
当我们跟踪到方法sched时可以看到，这方法中设置了任务的下一次执行时间为传入的时间task.nextExecutionTime = time，然后把添加任务到队列中并notify队列。
到了这里我们要回到之前的wait位置了：
while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
queue.wait();
现在queue.isEmpty()为false了，得继续往下运行，
currentTime = System.currentTimeMillis();
executionTime = task.nextExecutionTime;
if (taskFired = (executionTime<=currentTime))
程序取得当前的时间和任务下一次执行的时间，比较如果执行的时间还未到则任务执行为false，即taskFired=false。
if (!taskFired) // Task hasn't yet fired; wait
queue.wait(executionTime - currentTime);
所以程序为进入wait状态，要wait多久呢？时间为executionTime – currentTime
而如果当前执行程序的时间在任务执行的时间之后了，则任务执行为true，即taskFired=true。
if (taskFired) // Task fired; run it, holding no locks
task.run();
任务立即会被执行。
豁然开朗
到这里我们就清楚了为什么之前的测试是那样一个现象，当我们先运行程序再将时间调整为1点59分后，程序一直处于queue.wait(executionTime - currentTime)状态，需要wait的时间为executionTime – currentTime，所以刚过2点时程序是不会马上运行的，必须要等待 executionTime – currentTime的时间后才能执行任务。
