定时器及其模拟实现
一:定时器
定时器就是"闹钟"效果
指定一个任务(Runnable),并且指定一个时间(比如3000ms),此时这个任务不会立即执行,而是在时间到达之后,再去执行.
起到定时执行/延时执行的效果
定时器在日常开发中,是非常重要的基础组件.
比如:短信验证,验证码是有时效的,5min,
这样的效果就可以使用定时器,发送短信验证码的时候,生成验证码,保存起来,设定定时器,就会在5分钟之后,执行一个任务,删除刚才的那个验证码.
再比如:wait(),join(),带有阻塞时间,也可以理解成有定时器,定时器在达到时间之后自动唤醒.
正因为定时器非常重要,未来实际开发中,甚至会把定时器功能单独封装成服务器,供整个分布式系统来使用.
二:Timer
Java标准库的定时器.
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
Timer timer=new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
//TimerTask 相当于Runnable
@Override
public void run() {
System.out.println("hello 5000");
}
},5000);//5000ms后执行
/**
* delay :表示"多长时间后执行,以当前执行"schedule"的时刻为基准
* 继续等delay时间之后再去进一步的执行
*
*/
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello 1000");
}
},1000);//1000ms后执行
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello 3000");
}
},3000);//3000ms后执行
}
}
发现线程并没有结束,这是因为Timer内部包含了前台线程.阻止了进程结.
三:定时器的模拟实现
3.1:需求分析:
(1)能够延时执行任务/指定时间执行任务.
(2)能够管理多个任务
3.2:需要执行的任务
一个完整的任务,既要包含任务本身内容,也要 包含任务执行时间.
定义一个类,表示一个任务,有两个属性:任务内容和任务执行时间.
当前 自己定义的任务中,要保存执行任务的绝对时间(时间戳),为了后续线程执行的时候,可以方便的判定,该任务是否能够执行,如果是保存delay,随着时间的推移,还要更新delay,比较麻烦.
3.3:管理任务的方式
管理任务,最直观的方式就是通过List,通过遍历List集合中的元素,来判断是否执行当前线程,但如果这里的元素有很多,后续用来执行任务的线程,就需要不停循环的扫描这里的每个任务,分别判断是否要执行,效率比较低.
可以把这些任务通过优先级队列保存起来,按照时间作为优先级的先后的标准,就可以做到,队首元素就是时间最靠前的任务.
优先级队列,引用类型需要知道比较方法,此时需实现Compable接口.
扫描线程只需要关注队首元素即可(时间最靠前的任务,没到执行时间,剩下的 元素就更没到执行时间).
3.4:负责执行任务的线程
在构造方法中,创建一个线程,用线程来执行队列中的元素.
class MyTimerTask{
private Runnable runnable;//任务
private long time;//执行任务的时间
public MyTimerTask(Runnable runnable,long delay){
//传入的是延时执行时间,换算一下,变成绝对时间(时间戳)
this.time = System.currentTimeMillis()+delay;
this.runnable = runnable;
}
public long getTime(){
return time;
}
public void run(){
runnable.run();//执行任务
}
}
class MyTimer{
PriorityQueue<MyTimerTask> queue = new PriorityQueue<>();//使用优先级队列,管理多个任务
public MyTimer(){
Thread t=new Thread(()->{
while(true){
if(queue.size()==0){
continue;
}
MyTimerTask task = queue.peek();
long curTime = System.currentTimeMillis();
if(curTime>= task.getTime()){
task.run();
queue.poll();//执行完之后将该任务从任务队列中删除
}else{
continue;
}
});
t.start();
}
public void schedule(Runnable runnable,long delay){
MyTimerTask myTimerTask=new MyTimerTask(runnable,delay);
queue.offer(myTimerTask);
}
}
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
MyTimer myTimer=new MyTimer();
myTimer.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello 5000");
}
},5000);
}
}
线程安全改进:加锁;
阻塞的时候,使用sleep行不行???
当然是不行的.
因为当有新的任务来了的时候,如果该任务执行时间比原先队列中最早要执行的任务还早,此时就需要唤醒阻塞的线程.
比如,现在13:00,老板1给我安排活,14:00开始执行,那么,我可以等待60min,但老板2给吗安排工作,13:30,开始执行,那么我只可以等待30min了,但到13:30就必须立即执行,所以需要通知我,不能让我阻塞等待60min.
所以,在有新的任务来的时候,需要唤醒.
sleep是睡着了,只有使用interrupt方法唤醒sleep,但这属于非常规的方法,一般在处理异常业务的时候使用.
notify唤醒wait,属于常规编程手法,一般用于处理正常业务.
除了上述的区别外,还有很重要的区别,那就是
wait休眠期间会释放锁,
sleep是报着锁睡,其他任务入队列的时候,就会阻塞等待,尤其是队列为空时,就会一直sleep,那么入队操作将一直阻塞等待.
整体代码实现:
class MyTimerTask implements Comparable<MyTimerTask>{
private Runnable runnable;//任务
private long time;//执行任务的时间
public MyTimerTask(Runnable runnable,long delay){
//传入的是延时执行时间,换算一下,变成绝对时间(时间戳)
this.time = System.currentTimeMillis()+delay;
this.runnable = runnable;
}
public long getTime(){
return time;
}
public void run(){
runnable.run();//执行任务
}
@Override
public int compareTo(MyTimerTask o) {
return (int)(this.time-o.time);
}
}
class MyTimer{
Object locker=new Object();
PriorityQueue<MyTimerTask> queue = new PriorityQueue<>();//使用优先级队列,管理多个任务
public MyTimer(){
Thread t=new Thread(()->{
synchronized (locker){
while(true){
if(queue.size()==0){
try {
locker.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
MyTimerTask task = queue.peek();
long curTime = System.currentTimeMillis();
if(curTime>= task.getTime()){
task.run();
queue.poll();//执行完之后将该任务从任务队列中删除
}else{
try {
locker.wait(task.getTime()-curTime);//阻塞时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
});
t.start();
}
public void schedule(Runnable runnable,long delay){
MyTimerTask myTimerTask=new MyTimerTask(runnable,delay);
synchronized (locker){
queue.offer(myTimerTask);
locker.notify();
}
}
}
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
MyTimer myTimer=new MyTimer();
myTimer.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello 5000");
}
},5000);
myTimer.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello 1000");
}
},1000);
myTimer.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello 3000");
}
},3000);
}
}
