JavaEE初阶——多线程(七)—

JavaEE初阶——多线程(七)——定时器

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🫵 小比特大梦想

此篇文章与大家分享多线程的第七篇文章——关于定时器
如果有不足的或者错误的请您指出!

4.定时器

所谓定时器就是类似于闹钟效果,指定一个任务给他,这个任务不会立即执行.而是到达指定的时间后才执行
定时器在实际开发中非常重要,甚至会单独封装成一个服务器,给整个分布式系统使用

4.1标准库提供的定时器

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这里的TimeTask实际上是继承了Runnable接口的

同时,Timer内部包含的也是前台线程,阻止了进程结束

4.2自己实现一个定时器

需求:能够延迟执行任务 ,能够管理多个任务

需要有:定义一个类.表示一个任务

通过一定的数据结构来保存多个任务

还需要有一个线程,来负责执行这里的任务(在指定之间内去执行)

4.2.1任务类

public class MyTimeTask {/*当前自己定义的任务里面要保存执行任务的绝对的时间(时间戳)为了后续线程执行的时候,可以方便的判定,该任务是否执行*/private long time;private Runnable runnable;public MyTimeTask(Runnable runnable ,long delay) {this.time = System.currentTimeMillis() + delay;//手动换算时间this.runnable = runnable;}
}

4.2.2Timer类

public class MyTimer {/*
这里实际上最直观的是使用List
但是如果这里元素很多,就需要不停循环的扫描这里的任务,分别判定是否要执行
那么我们就可以将这些任务通过优先级队列保存起来,按照时间作为优先级队列的先后标准,就可以做到,队首元素就是最先要执行的任务,那么线程扫描的时候直接判断队首元素即可
那么我们就要对任务类实现comparable接口*/PriorityQueue<MyTimeTask> queue = new PriorityQueue<>();public void schedule(Runnable runnable,int delay) {MyTimeTask timeTask = new MyTimeTask(runnable,delay);queue.offer(timeTask);}
}

此时别忘了对MyTimeTask类实现Comparable接口

public class MyTimeTask implements Comparable<MyTimeTask>{/*当前自己定义的任务里面要保存执行任务的绝对的时间(时间戳)为了后续线程执行的时候,可以方便的判定,该任务是否执行*/private long time;private Runnable runnable;public MyTimeTask(Runnable runnable ,long delay) {this.time = System.currentTimeMillis() + delay;//手动换算时间this.runnable = runnable;}@Overridepublic int compareTo(MyTimeTask o) {return (int)(this.time - o.time);}
}

4.2.3 有一个线程来负责执行这里的任务

public class MyTimer {/*
这里实际上最直观的是使用List
但是如果这里元素很多,就需要不停循环的扫描这里的任务,分别判定是否要执行
那么我们就可以将这些任务通过优先级队列保存起来,按照时间作为优先级队列的先后标准,就可以做到,队首元素就是最先要执行的任务,那么线程扫描的时候直接判断队首元素即可
那么我们就要对任务类实现comparable接口*/PriorityQueue<MyTimeTask> queue = new PriorityQueue<>();public MyTimer () {Thread t = new Thread (() -> {while(true) {//此时就要判断当前优先级任务队列的头任务是否到达执行时间了//如果到达则执行,不到达则循环判断}});}public void schedule(Runnable runnable,int delay) {MyTimeTask timeTask = new MyTimeTask(runnable,delay);queue.offer(timeTask);}}

public class MyTimeTask implements Comparable<MyTimeTask>{/*当前自己定义的任务里面要保存执行任务的绝对的时间(时间戳)为了后续线程执行的时候,可以方便的判定,该任务是否执行*/private long time;private Runnable runnable;public MyTimeTask(Runnable runnable ,long delay) {this.time = System.currentTimeMillis() + delay;//手动换算时间this.runnable = runnable;}public void run() {this.runnable.run();}public long getTime() {return time;}@Overridepublic int compareTo(MyTimeTask o) {return (int)(this.time - o.time);}
}

那么我们就来具体实现schedule内的细节

    public MyTimer () {Thread t = new Thread (() -> {while(true) {//此时就要判断当前优先级任务队列的头任务是否到达执行时间了//如果到达则执行,不到达则循环判断if(queue.isEmpty()) {continue;}long curTime = System.currentTimeMillis();MyTimeTask task = queue.peek();if(task.getTime() <= curTime) {task.run();queue.poll();}else{//时间未到continue;}}});}

但是此时可能存在不同线程同时修改同一个队列的情况,就要加入锁

public class MyTimer {/*
这里实际上最直观的是使用List
但是如果这里元素很多,就需要不停循环的扫描这里的任务,分别判定是否要执行
那么我们就可以将这些任务通过优先级队列保存起来,按照时间作为优先级队列的先后标准,就可以做到,队首元素就是最先要执行的任务,那么线程扫描的时候直接判断队首元素即可
那么我们就要对任务类实现comparable接口*/PriorityQueue<MyTimeTask> queue = new PriorityQueue<>();private Object locker = new Object();public MyTimer () {Thread t = new Thread (() -> {synchronized (locker) {while(true) {//此时就要判断当前优先级任务队列的头任务是否到达执行时间了//如果到达则执行,不到达则循环判断if(queue.isEmpty()) {continue;}long curTime = System.currentTimeMillis();MyTimeTask task = queue.peek();if(task.getTime() <= curTime) {task.run();queue.poll();}else{//时间未到continue;}}}});}public void schedule(Runnable runnable,int delay) {synchronized (locker) {MyTimeTask timeTask = new MyTimeTask(runnable,delay);queue.offer(timeTask);}}
}

此时还存在两个比较核心的问题:

(1)上述的循环等待,实际上这个代码逻辑处于"忙等"的状态,确实是在等,但是等的过程中很忙,比如14:00要执行任务,但是13:00就开始等了

上述代码在短时间内疚会循环很多次,上述操作都是在"空转",一直在消耗cpu,没有真正执行任务

而我们要实现的就是在等待的时间内,要释放cpu资源

public class MyTimer {/*
这里实际上最直观的是使用List
但是如果这里元素很多,就需要不停循环的扫描这里的任务,分别判定是否要执行
那么我们就可以将这些任务通过优先级队列保存起来,按照时间作为优先级队列的先后标准,就可以做到,队首元素就是最先要执行的任务,那么线程扫描的时候直接判断队首元素即可
那么我们就要对任务类实现comparable接口*/PriorityQueue<MyTimeTask> queue = new PriorityQueue<>();private Object locker = new Object();public MyTimer () {Thread t = new Thread (() -> {try {while(true) {synchronized (locker) {//此时就要判断当前优先级任务队列的头任务是否到达执行时间了//如果到达则执行,不到达则循环判断if(queue.isEmpty()) {locker.wait();//队列为空,等待,直到有新的任务进来}long curTime = System.currentTimeMillis();MyTimeTask task = queue.peek();if(task.getTime() <= curTime) {task.run();queue.poll();}else{locker.wait(task.getTime() - curTime);//时间未到,等待,直到有新的任务进来(判断新的任务是否要执行)//或者时间到了,执行}}}}catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});}public void schedule(Runnable runnable,int delay) {synchronized (locker) {MyTimeTask timeTask = new MyTimeTask(runnable,delay);queue.offer(timeTask);locker.notify();}}
}