Timer和TimerTask详解

以下内容根据The JavaTM Tutorial 和相关API doc翻译整理，以供日后参考：

1.概览

Timer是一种定时器工具，用来在一个后台线程计划执行指定任务。它可以计划执行一个任务一次或反复多次。
TimerTask一个抽象类，它的子类代表一个可以被Timer计划的任务。

简单的一个例程：

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

/**
* Simple demo that uses java.util.Timer to schedule a task to execute
* once 5 seconds have passed.
*/

public class Reminder {
Timer timer;

public Reminder(int seconds) {
timer = new Timer();
timer.schedule(new RemindTask(), seconds*1000);
}

class RemindTask extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("Time's up!");
timer.cancel(); //Terminate the timer thread
}
}

public static void main(String args[]) {
System.out.println("About to schedule task.");
new Reminder(5);
System.out.println("Task scheduled.");
}
}

运行这个小例子，你会首先看到：

About to schedule task.

5秒钟之后你会看到：

Time's up!

这个小例子可以说明一些用Timer线程实现和计划执行一个任务的基础步骤：

• 实现自定义的TimerTask的子类，run方法包含要执行的任务代码，在这个例子里，这个子类就是RemindTask。
• 实例化Timer类，创建计时器后台线程。
• 实例化任务对象 (new RemindTask()).
• 制定执行计划。这里用schedule方法，第一个参数是TimerTask对象，第二个参数表示开始执行前的延时时间（单位是milliseconds，这里定义了5000）。还有一种方法可以指定任务的执行时间，如下例，指定任务在11:01 p.m.执行：

//Get the Date corresponding to 11:01:00 pm today.
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 23);
calendar.set(Calendar.MINUTE, 1);
calendar.set(Calendar.SECOND, 0);
Date time = calendar.getTime();

timer = new Timer();
timer.schedule(new RemindTask(), time);

2.终止Timer线程

默认情况下，只要一个程序的timer线程在运行，那么这个程序就会保持运行。当然，你可以通过以下四种方法终止一个timer线程：

• 调用timer的cancle方法。你可以从程序的任何地方调用此方法，甚至在一个timer task的run方法里。
• 让timer线程成为一个daemon线程（可以在创建timer时使用new Timer(true)达到这个目地），这样当程序只有daemon线程的时候，它就会自动终止运行。
• 当timer相关的所有task执行完毕以后，删除所有此timer对象的引用（置成null），这样timer线程也会终止。
• 调用System.exit方法，使整个程序（所有线程）终止。

Reminder的例子使用了第一种方式。在这里不能使用第二种方式，因为这里需要程序保持运行直到timer的任务执行完成，如果设成daemon，那么当main线程结束的时候，程序只剩下timer这个daemon线程，于是程序不会等timer线程执行task就终止了。

有些时候，程序的终止与否并不只与timer线程有关。举个例子，如果我们使用AWT来beep，那么AWT会自动创建一个非daemon线程来保持程序的运行。下面的代码我们对Reminder做了修改，加入了beeping功能，于是我们需要加入System.exit的调用来终止程序。

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.awt.Toolkit;

/**
* Simple demo that uses java.util.Timer to schedule a task to execute
* once 5 seconds have passed.
*/

public class ReminderBeep {
Toolkit toolkit;
Timer timer;

public ReminderBeep(int seconds) {
toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
timer = new Timer();
timer.schedule(new RemindTask(), seconds*1000);
}

class RemindTask extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("Time's up!");
toolkit.beep();
//timer.cancel(); //Not necessary because we call System.exit
System.exit(0); //Stops the AWT thread (and everything else)
}
}

public static void main(String args[]) {
System.out.println("About to schedule task.");
new ReminderBeep(5);
System.out.println("Task scheduled.");
}
}

3.反复执行一个任务

先看一个例子：

public class AnnoyingBeep {
Toolkit toolkit;
Timer timer;

public AnnoyingBeep() {
toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
timer = new Timer();
timer.schedule(new RemindTask(),
0, //initial delay
1*1000); //subsequent rate
}

class RemindTask extends TimerTask {
int numWarningBeeps = 3;

public void run() {
if (numWarningBeeps > 0) {
toolkit.beep();
System.out.println("Beep!");
numWarningBeeps--;
} else {
toolkit.beep();
System.out.println("Time's up!");
//timer.cancel(); //Not necessary because we call System.exit
System.exit(0); //Stops the AWT thread (and everything else)
}
}
}
...
}

执行，你会看到如下输出：

Task scheduled.
Beep!
Beep!//one second after the first beep
Beep!//one second after the second beep
Time's up!//one second after the third beep

这里使用了三个参数的schedule方法用来指定task每隔一秒执行一次。如下所列为所有Timer类用来制定计划反复执行task的方法 ：

• schedule(TimerTasktask, longdelay, longperiod)
• schedule(TimerTasktask, Datetime, longperiod)
• scheduleAtFixedRate(TimerTasktask, longdelay, longperiod)
• scheduleAtFixedRate(TimerTasktask, DatefirstTime, longperiod)

当计划反复执行的任务时，如果你注重任务执行的平滑度，那么请使用schedule方法，如果你在乎的是任务的执行频度那么使用scheduleAtFixedRate方法。 例如，这里使用了schedule方法，这就意味着所有beep之间的时间间隔至少为1秒，也就是说，如果有一个beap因为某种原因迟到了（未按计划执行），那么余下的所有beep都要延时执行。如果我们想让这个程序正好在3秒以后终止，无论哪一个beep因为什么原因被延时，那么我们需要使用scheduleAtFixedRate方法，这样当第一个beep迟到时，那么后面的beep就会以最快的速度紧密执行（最大限度的压缩间隔时间）。

4.进一步分析schedule和scheduleAtFixedRate

（1）2个参数的schedule在制定任务计划时，如果指定的计划执行时间scheduledExecutionTime<=systemCurrentTime，则task会被立即执行。scheduledExecutionTime不会因为某一个task的过度执行而改变。
（2）3个参数的schedule在制定反复执行一个task的计划时，每一次执行这个task的计划执行时间随着前一次的实际执行时间而变，也就是scheduledExecutionTime(第n+1次)=realExecutionTime(第n次)+periodTime。也就是说如果第n次执行task时，由于某种原因这次执行时间过长，执行完后的systemCurrentTime>=scheduledExecutionTime(第n+1次)，则此时不做时隔等待，立即执行第n+1次task，而接下来的第n+2次task的scheduledExecutionTime(第n+2次)就随着变成了realExecutionTime(第n+1次)+periodTime。说白了，这个方法更注重保持间隔时间的稳定。
（3）3个参数的scheduleAtFixedRate在制定反复执行一个task的计划时，每一次执行这个task的计划执行时间在最初就被定下来了，也就是scheduledExecutionTime(第n次)=firstExecuteTime+n*periodTime；如果第n次执行task时，由于某种原因这次执行时间过长，执行完后的systemCurrentTime>=scheduledExecutionTime(第n+1次)，则此时不做period间隔等待，立即执行第n+1次task，而接下来的第n+2次的task的scheduledExecutionTime(第n+2次)依然还是firstExecuteTime+（n+2)*periodTime这在第一次执行task就定下来了。说白了，这个方法更注重保持执行频率的稳定。

5.一些注意的问题

• 每一个Timer仅对应唯一一个线程。
• Timer不保证任务执行的十分精确。
• Timer类的线程安全的。