Java定时任务之Timer在JDK1.3中新增了java.util.Timer来实现定时功能。它简单易用，但不足也非常

在JDK1.3中，新增了java.util.Timer来实现定时功能。它简单易用，但不足也非常明显。

Timer内只有一个线程，因此所有任务都是串行执行的；
如果Timer中线程因异常退出，将不会创建新线程来继续执行任务；
前一个任务的延迟或异常，都将影响到之后的任务执行。

生产中，我们几乎不会使用Timer来做定时任务，更多使用定时线程池ScheduledExecutorService，框架如Quartz、xxl-job、elastic-job等。本文将为你学习它们打个基础。

1 定时器Timer

它有两个主要属性：任务队列TaskQueue和工作线程TimerThread。创建Timer时：

默认名称为"Timer-" + serialNumber；
可以设置Thread为守护线程；
在调用new Timer()时，将启动任务线程。

向Timer提交任务的方法有:

// 提交仅执行一次的延迟任务
public void schedule(TimerTask task, long delay)
// 提交周期任务
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)

2 TimerThread

任务执行的工作线程，它从任务队列获取任务，在它们到期时执行它们。

仅执行一次的delay任务，到期执行后从队列中移除；
周期执行的定时任务，本次执行后将重新计算下次执行时间，再放回到队列中。

它有两个属性：

newTasksMayBeScheduled，标识线程是否继续工作，默认为true；
queue，任务队列。

run方法调用了mainLoop()，死循环来持续处理任务。

2.1 周期任务如何执行？

在mainLoop()中，主要逻辑如下：

每次循环，只从队列中获取到期时间最早的一个任务；
根据task.executionTime<=currentTime，判断任务到期否；
delay任务（task.period == 0），仅执行一次就从队列中移除；
周期任务在本次执行前，会更新task.executionTime为下次执行时间，并在队列中重排序；
task.run是在工作线程中执行的；即使有多个任务同时到期，也得串行依次执行；

2.2 工作线程何时退出呢？

从源码中可以看到有4种情况：

任务抛出InterruptedException之外的异常，不会被catch，进而结束。

private void mainLoop () {
  while (true) {
    try {
      // 执行任务
    } catch (InterruptedException e) {
    }
  }
}

newTasksMayBeScheduled=false时，不会调用queue.wait()，如果队列为空则break跳出死循环而结束；
主动调用Timer#cancel方法，清空队列，终止定时器。
new Timer()时设置工作线程为daemon的，主线程终止时Timer也退出。

3 TimerTask

TimerTask是Runnable接口的抽象子类，很简单，仅有如下属性：

// synchronized锁对象，更新task属性时需加锁
final Object lock = new Object();
// 状态，默认为VIRGIN即尚未被调度；
// 可取值还有SCHEDULED、EXECUTED、CANCELLED
int state = VIRGIN;
// 到期时间，毫秒值
long nextExecutionTime;
// 执行周期
long period = 0;

对task属性的修改，使用synchronized(task.lock)来防止并发。

4 TaskQueue

一个定时器任务的优先级队列，根据TimerTask的nextExecutionTime排序。在内部使用一个堆，它为add、removeMin和rescheduleMin操作提供log(n)性能，为getMin操作提供常数时间性能。

基于数组实现，初始大小为128，size到达上限时，扩容到两倍大小。对queue的操作，使用synchronized(queue)防止并发。

5 使用Timer时的注意事项

5.1 串行特征

下面代码中，task1和task2都延迟1秒后执行。由于task1耗时2秒，导致task2在第3秒时才被执行。

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

import static cn.itcast.n2.util.Sleeper.sleep;

@Slf4j(topic = "c.TestTimer")
public class TestTimer {
  public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    Timer timer = new Timer();
    TimerTask task1 = new TimerTask() {
      @Override
      public void run() {
        log.debug("task 1");
        sleep(2);
      }
    };

    TimerTask task2 = new TimerTask() {
      @Override
      public void run() {
        log.debug("task 2");
      }
    };

    log.debug("start...");
    timer.schedule(task1, 1000);
    timer.schedule(task2, 1000);
  }
}

5.2 异常退出

还是上面的代码，只是在task1中抛出异常。结果TimerThread退出，不会执行task2。

    Timer timer = new Timer();
    TimerTask task1 = new TimerTask() {
      @Override
      public void run() {
        log.debug("task 1");
        // 模拟业务异常
        int i = 1 / 0;
      }
    };

    TimerTask task2 = new TimerTask() {
      @Override
      public void run() {
        log.debug("task 2");
      }
    };

    log.debug("start...");
    timer.schedule(task1, 1000);
    timer.schedule(task2, 1000);