【原创】Java并发编程系列35 | ScheduledThreadPoolExecutor定时器
2021-03-15 01:33
标签:epo his reset news remove 周期性任务 支持 val 必须 收录于话题 2020年Java原创面试题库连载中 ScheduledThreadPoolExecutor 可以用来在给定延时后执行异步任务或者周期性执行任务,也就是我们说的定时器。ScheduledThreadPoolExecutor基于线程池,通过多线程实现延时和周期执行。 如下代码使用ScheduledThreadPoolExecutor实现:10ms后打印第一次,之后每隔30ms打印一次。 第一种schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit);达到给定的延时时间后,执行任务,Runnable不能返回结果; 通过构造方法可以看到,创建ScheduledThreadPoolExecutor其实就是创建一个线程池,corePoolSize可以指定,maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE,任务队列为DelayedWorkQueue。 ScheduledThreadPoolExecutor 提交的任务时,将任务封装成 ScheduledFutureTask,当执行任务时通过ScheduledFutureTask的run()方法调用任务的run()方法。 DelayedWorkQueue 是一个基于小顶堆的数据结构,类似于 DelayQueue 和 PriorityQueue。DelayedWorkQueue 按照执行时间的升序来排列,执行时间距离当前时间越近的任务在队列的前面。之前已经详细介绍过 DelayQueue 和 PriorityQueue了,这里就不在重复了。 以上文的小示例为例,通过源码来分析ScheduledThreadPoolExecutor的执行过程。 创建线程池定时器就是创建一个线程池: Runable任务封装成ScheduledFutureTask; 线程池中的活动线程会循环到任务队列中取任务,当队头任务还没到期时,线程阻塞至队头任务到期时间,然后再取任务; Runable任务封装成ScheduledFutureTask; 细节二:执行完一次后设置下次执行时间时, 1.ScheduledThreadPoolExecutor 可以用来在给定延时后执行异步任务或者周期性执行任务,也就是我们说的定时器。ScheduledThreadPoolExecutor基于线程池,通过多线程实现延时和周期执行。 【原创】01|开篇获奖感言 之前,给大家发过三份Java面试宝典,这次新增了一份,目前总共是四份面试宝典,相信在跳槽前一个月按照面试宝典准备准备,基本没大问题。 看到这里,证明有所收获 【原创】Java并发编程系列35 | ScheduledThreadPoolExecutor定时器 标签:epo his reset news remove 周期性任务 支持 val 必须 原文地址:https://blog.51cto.com/15009303/2552571
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上一篇讲解了线程池的原理,这篇就在线程池基础上介绍基于线程池实现的定时器ScheduledThreadPoolExecutor:
ScheduledThreadPoolExecutor的用法
ScheduledThreadPoolExecutor源码分析
ScheduledThreadPoolExecutor执行过程分析1. 介绍
1.1 用法Demo
public class TimerDemo {
public static void main(String[] args) {
// 1. 创建线程池定时器
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(3);
// 2. 提交定时任务:10ms后打印第一次,之后每隔30ms打印一次
timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(1);
}
}, 10, 30, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
1.2 四种定时器用法
第二种schedule(Callablecallable, long delay, TimeUnit unit); 达到给定的延时时间后,执行任务,Callable可以返回结果;
第三种scheduleAtFixedRate(); 固定周期执行任务,每次执行的开始时间之间的间隔是固定的,最开始就能够确定之后每次执行的时间;
第四种scheduleWithFixedDelay(); 固定延时周期执行任务,上一次执行结束到下一次执行开始的间隔时间是固定的,由于每次执行任务花费时间不一定相同,所以只有在上次执行结束之后才能确定下次执行开始的时间。
/**
* 达到给定的延时时间后,执行任务
* @param command Runnable接口的任务,ScheduledFuture.get()获取结果为null
*/
public ScheduledFuture> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit);
/**
* 到给定的延时时间后,执行任务。
* @param callable 实现Callable接口的任务,ScheduledFuture.get()可获取任务结果
*/
public
2. 类结构
2.1 继承结构
ScheduledThreadPoolExecutor 继承了ThreadPoolExecutor,是一种特殊的线程池,拥有 execute()和 submit()提交异步任务功能。
ScheduledThreadPoolExecutor 类实现了ScheduledExecutorService,该接口定义了延时执行任务和周期执行任务的功能;
ScheduledThreadPoolExecutor 有两个重要的内部类:DelayedWorkQueue和ScheduledFutureTask。DelayedWorkQueue 实现了 BlockingQueue 接口,是一个阻塞队列;ScheduledFutureTask 继承了 FutureTask 类,是一个可以返回异步任务的结果的Runnable。2.2 构造方法
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
ThreadFactory threadFactory) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
RejectedExecutionHandler handler) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue(), handler);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue(), threadFactory, handler);
}
2.3 ScheduledFutureTask
ScheduledFutureTask的compareTo()方法用于延迟队列排序,按照执行时间的升序来排列,执行时间距离当前时间越近的任务在队列的前面。private class ScheduledFutureTask
2.4 DelayedWorkQueue
DelayedWorkQueue是存储ScheduledFutureTask阻塞队列。
插入元素时,会根据延期时间对元素排序,队头的元素是最先到期的;
取出元素时,只有在队头元素到期时才能够从队列中取元素。如果队头元素还有t时间到期,则将取出元素线程阻塞t时间,t时间到后再次尝试取出队头元素。
static class DelayedWorkQueue extends AbstractQueue
3. 执行过程
示例代码:public class TimerDemo {
public static void main(String[] args) {
// 1. 创建线程池定时器
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(3);
// 2. 提交定时任务:10ms后打印第一次,之后每隔30ms打印一次
timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(1);
}
}, 10, 30, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
3.1 创建线程池定时器
/**
* Executors.newScheduledThreadPool(3);
*/
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue
3.2 添加任务
任务加入延时队列,同时在队列中按照执行的时间顺序排序,最先执行的任务在队头;
确保线程池中有活动线程,如果没有就启动一个。
public ScheduledFuture> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
long initialDelay, long period, TimeUnit unit) {
// 一些检查
if (command == null || unit == null)
throw new NullPointerException();
if (period sft = new ScheduledFutureTask
3.3 执行任务
取出任务后执行,因为任务是ScheduledFutureTask类型(添加任务时封装的),执行ScheduledFutureTask.run();
ScheduledFutureTask.run()执行当前任务,设置下次执行时间并将任务放入线程池;
线程池中的活动线程会循环到任务队列中取任务,...循环...
/**
* ScheduledThreadPoolExecutor提交的任务被封装成ScheduledFutureTask,所以任务执行要通过这个run()方法
*/
public void run() {
boolean periodic = isPeriodic();// 是否是周期执行
// 当前线程池运行状态下如果不可以执行任务,取消该任务
if (!canRunInCurrentRunState(periodic))
cancel(false);
// 如果不是周期性任务,直接调用FutureTask中的run方法执行
else if (!periodic)
ScheduledFutureTask.super.run();
// 如果是周期性任务,调用FutureTask中的runAndReset方法执行
else if (ScheduledFutureTask.super.runAndReset()) {
setNextRunTime();// 计算下次执行该任务的时间
reExecutePeriodic(outerTask);// 将新任务再次放入线程池等待被执行任务
}
}
/**
* 计算下次执行该任务的时间
*/
private void setNextRunTime() {
long p = period;
if (p > 0)
time += p;
else
time = triggerTime(-p);
}
/**
* 将新任务再次放入线程池等待被执行任务
*/
void reExecutePeriodic(RunnableScheduledFuture> task) {
if (canRunInCurrentRunState(true)) {
super.getQueue().add(task);// 加入延时队列
// 删除不符合条件任务
if (!canRunInCurrentRunState(true) && remove(task))
task.cancel(false);
else
ensurePrestart();// 确保线程池中有线程执行
}
}
3.3 执行过程总结
任务加入延时队列,同时在队列中按照执行的时间顺序排序,最先执行的任务在队头;
确保线程池中有活动线程,如果没有就启动一个;
线程池中的活动线程会循环到任务队列中取任务,当队头任务还没到期时,线程阻塞至队头任务到期时间,然后再取任务;
取出任务后执行,因为任务是ScheduledFutureTask类型(添加任务时封装的),执行ScheduledFutureTask.run();
ScheduledFutureTask.run()执行当前任务,设置下次执行时间并将任务放入线程池;
线程池中的活动线程会循环到任务队列中取任务,...循环...4. scheduleAtFixedRate() VS scheduleWithFixedDelay()
从源码角度理解scheduleAtFixedRate()和scheduleWithFixedDelay()的不同,由两个细节决定:
细节一:构造ScheduledFutureTask时,scheduleAtFixedRate传入period(>0),而scheduleWithFixedDelay传入-delay(
public ScheduledFuture> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
long initialDelay,
long period,
TimeUnit unit) {
if (command == null || unit == null)
throw new NullPointerException();
if (period sft =
new ScheduledFutureTask
/**
* 计算下次执行该任务的时间
*/
private void setNextRunTime() {
long p = period;
// p>0,scheduleAtFixedRate,下次执行开始时间=上次开始执行时间+周期
if (p > 0)
time += p;
// period> 1)) ? delay : overflowFree(delay));
}
5. 总结
2.ScheduledThreadPoolExecutor的四种用法:
执行过程:
Runable任务封装成ScheduledFutureTask;
任务加入延时队列,同时在队列中按照执行的时间顺序排序,最先执行的任务在队头;
确保线程池中有活动线程,如果没有就启动一个;
线程池中的活动线程会循环到任务队列中取任务,当队头任务还没到期时,线程阻塞至队头任务到期时间,然后再取任务;
取出任务后执行,因为任务是ScheduledFutureTask类型(添加任务时封装的),执行ScheduledFutureTask.run();
ScheduledFutureTask.run()执行当前任务,设置下次执行时间并将任务放入线程池;
线程池中的活动线程会循环到任务队列中取任务,...循环...并发系列文章汇总
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