【Java多线程案例】定时器

news2024/11/28 18:45:35

1. 定时器简介

定时器：想必大家一定对定时器这个概念不陌生！因为它经常出现在我们的日常生活和编程学习中，定时器就好比是一个"闹钟"，会在指定时间处理某件事（例如响铃），而在编程世界中，定时器可以实现到达设定时候时执行对应代码逻辑的功能！

2. 标准库中的定时器

Java标准库中提供了 定时器 的实现，即类Timer，并且提供了schedule方法可以安排需要处理的代码，并需要提供参数delay表示多少时间后执行，下面我们就通过代码来演示Java标准库中Timer类的使用方法：

/**
 * 测试Java标准库提供的Timer类
 */
public class TestTimer {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建定时器
        Timer timer = new Timer();
        // 2. 安排任务并在3s后执行
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("timer 3000");
            }
        }, 3000);
        // 3. 安排任务并在2s后执行
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("timer 2000");
            }
        }, 2000);
        // 4. 安排任务并在1s后执行
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("timer 1000");
            }
        }, 1000);
        System.out.println("timer main");
    }
}

运行效果：
image.png
可以看到，程序启动后，分别在1s，2s，3s时刻打印timer 1000、timer 2000、timer 3000，并且分线程是一个 前台线程 ，如果用户不强制停止主线程运行，分线程不会结束，会一直等待任务的加入！

3. 自定义定时器

3.1 前置准备

现在我们想要自己来模拟实现Java标准库中的定时器，应该准备哪些内容呢？

  1. 首先我们需要设计一个数据结构用来保存需要处理的逻辑业务以及对应执行的时间，即标准库中提供的 TimerTask 类
  2. 其次Timer类内部需要有一个数据结构来保存多个TimerTask对象，并且我们需要尽快的找到最先执行的任务（PS：如果时间最早的任务都不需要执行，那么后续的任务都不需要考虑执行），因此我们考虑使用 优先级队列 这样的数据结构进行保存
  3. 最后由于Timer内部需要不断判断当前时间是否达到某个任务的执行时间，因此内部一定有一个 分线程 不断扫描优先级队列进行判断操作

3.2 基本实现

3.2.1 实现MyTimerTask类

现在我们先来自定义数据结构MyTimerTask用来模拟Java标准库中的TimerTask类，该类的主要功能就是保存需要处理执行的业务逻辑代码以及对应执行的时间：
TimerTask：

/**
 * 自定义TimerTask类
 */
public class MyTimerTask {
    private Runnable runnable; // 需要执行的代码
    private long executeTime; // 执行时间

    public MyTimerTask(Runnable runnable, long delay) {
        this.executeTime = System.currentTimeMillis() + delay;
        this.runnable = runnable;
    }

    public void run() {
        runnable.run();
    }

    public long getExecuteTime() {
        return executeTime;
    }
}

我们定义了成员变量runnable用于表示需要处理执行的业务逻辑代码，executeTime表示该任务预计执行时间（当前系统时间+延迟时间delay），并且提供构造方法初始化这两个成员变量

注意：仔细思考一下，这个代码其实有个致命的问题！因为我们在设计之初就规定好Timer类内部有一个优先级队列保存多个TimerTask任务，但是并不是所有类的实例都可以成为优先级队列的元素的，只有实现比较器重写比较方法的类才可以成为优先级队列的元素！！！

实现比较器，重写比较方法主要有如下两种方式：

  1. 实现Comparable接口
  2. 实现Comparator接口

我们这里采用第一种方式：
改进后的MyTimerTask：

/**
 * 自定义TimerTask类
 */
public class MyTimerTask implements Comparable<MyTimerTask> {
    private Runnable runnable; // 需要执行的代码
    private long executeTime; // 执行时间

    public MyTimerTask(Runnable runnable, long delay) {
        this.executeTime = System.currentTimeMillis() + delay;
        this.runnable = runnable;
    }

    public void run() {
        runnable.run();
    }

    public long getExecuteTime() {
        return executeTime;
    }

    @Override
    public int compareTo(MyTimerTask o) {
        return (int) (this.executeTime - o.executeTime);
    }
}

3.2.2 实现MyTimer类

实现MyTimer类主要需要关注schedule方法的实现以及分线程的执行过程

public class MyTimer {
    private PriorityQueue<MyTimerTask> queue; // 优先级队列
    private Thread t; // 分线程

    public MyTimer() {
        this.queue = new PriorityQueue<>();
        // 线程
        this.t = new Thread(() -> {
            // 不断扫描优先级队列处理
            while (true) {
                if (queue.isEmpty()) {
                    // 队列为空不处理
                    continue;
                }
                // 取出队头元素
                MyTimerTask topTask = queue.peek();
                long curTime = System.currentTimeMillis();
                if (curTime >= topTask.getExecuteTime()) {
                    // 可以执行
                    topTask.run();
                    queue.poll();
                }
            }
        });
        t.start(); // 一定要启动分线程
    }

    public void schedule(Runnable runnable, long delay) {
        MyTimerTask timerTask = new MyTimerTask(runnable, delay);
        queue.offer(timerTask);
    }
}
  • schedule方法调用后，我们创建出一个TimerTask对象，然后使用将该对象加入优先级队列中
  • 在构造方法中，我们启动分线程，该分线程循环判断当前优先级队列首元素，如果队列为空不处理，不为空就取出队首元素（此时队首元素一定是执行时间最早的），如果当前系统时间已经晚于执行时间就执行对应的任务，如果还没到达指定时间就不处理
3.2.2.1 问题（一）

但是上述代码仍然有一定问题，最明显的问题就是 线程安全问题 ！因为schedule方法中进行了入队列操作，但是并不是t线程负责调用的，而是由main主线程进行调用的，而t线程中负责取出队首元素出队列操作，这样就导致了不同线程修改同一变量的场景，就引发了本章的重点——线程安全问题

对于线程安全问题如何解决呢？其实我们已经轻车熟路了，那就是引入 锁机制 进行加锁处理！
引入锁机制后的MyTimer类：

public class MyTimer {
    private PriorityQueue<MyTimerTask> queue; // 优先级队列
    private Thread t; // 分线程
    private Object locker = new Object();

    public MyTimer() {
        this.queue = new PriorityQueue<>();
        // 线程
        this.t = new Thread(() -> {
            // 不断扫描优先级队列处理
            while (true) {
                synchronized (locker) {
                    if (queue.isEmpty()) {
                        // 队列为空不处理
                        continue;
                    }
                    // 取出队头元素
                    MyTimerTask topTask = queue.peek();
                    long curTime = System.currentTimeMillis();
                    if (curTime >= topTask.getExecuteTime()) {
                        // 可以执行
                        topTask.run();
                        queue.poll();
                    }
                }

            }
        });
        t.start(); // 一定要启动分线程
    }

    public void schedule(Runnable runnable, long delay) {
        synchronized (locker) {
            MyTimerTask timerTask = new MyTimerTask(runnable, delay);
            queue.offer(timerTask);
        }
    }
}

注意：synchronized加锁位置一定需要放在while (true)循环内部！试想一下，如果把加锁位置放在while (true)外部，那么当构造方法一调用，就会尝试给t线程加锁，此时t线程进入死循环判断永远都没有释放锁，这时进行入队列操作的schedule方法没有机会获取到锁对象！

3.2.2.2 问题（二）

但是现有的代码依旧存在问题！如果有小伙伴了解轻量级锁的实现就可以知道当前代码t线程内部使用while循环不断尝试加锁，这种类似于自旋锁的实现方式执行速度非常快，很容易再次获取到锁对象，因此该代码实际上也会导致其他线程饿死！因此我们引入 wait/notify 机制解决该问题：

public class MyTimer {
    private PriorityQueue<MyTimerTask> queue; // 优先级队列
    private Thread t; // 分线程
    private Object locker = new Object();

    public MyTimer() {
        this.queue = new PriorityQueue<>();
        // 线程
        this.t = new Thread(() -> {
            // 不断扫描优先级队列处理
            while (true) {
                synchronized (locker) {
                    try {
                        while (queue.isEmpty()) {
                            // 队列为空不处理
                            locker.wait();
                        }
                        // 取出队头元素
                        MyTimerTask topTask = queue.peek();
                        long curTime = System.currentTimeMillis();
                        if (curTime >= topTask.getExecuteTime()) {
                            // 可以执行
                            topTask.run();
                            queue.poll();
                        } else {
                            locker.wait(topTask.getExecuteTime() - curTime); // 阻塞等待
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }

                }

            }
        });
        t.start(); // 一定要启动分线程
    }

    public void schedule(Runnable runnable, long delay) {
        synchronized (locker) {
            MyTimerTask timerTask = new MyTimerTask(runnable, delay);
            queue.offer(timerTask);
            locker.notify(); // 线程唤醒
        }
    }
}

由于wait方法执行时阻塞等待并且释放锁，因此可以让其他线程获取到锁对象，于是我们就彻底解决了线程安全问题，我们编写如下测试类：

public class TestMyTimer {
    public static void main(String[] args) {
        MyTimer timer = new MyTimer();
        timer.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("timer 3000");
            }
        }, 3000);
        timer.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("timer 2000");
            }
        }, 2000);
        timer.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("timer 1000");
            }
        }, 1000);
        System.out.println("timer main");
    }
}

运行结果：
image.png

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1450414.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

Obsidian Publish的开源替代品Perlite

Obsidian Publish的开源替代品Perlite

前几天就有网友跟我说&#xff0c;freenom 的免费域名不可用了&#xff0c;10 号的时候老苏进后台看了一下&#xff0c;还有一半的域名显示为 ACTIVE&#xff0c;似乎是以 2024年6月 为限。但到 11 号&#xff0c;老苏发现博客 (https://laosu.cf) 已经访问不了了&#xff0c;这…
阅读更多...
Django学习笔记教程全解析:初步学习Django模型，初识API,以及Django的后台管理系统（Django全解析，保姆级教程）

Django学习笔记教程全解析:初步学习Django模型，初识API,以及Django的后台管理系统（Django全解析，保姆级教程）

把时间用在思考上是最能节省时间的事情。——[美]卡曾斯 导言 写在前面 本文部分内容引用的是Django官方文档&#xff0c;对官方文档进行了解读和理解&#xff0c;对官方文档的部分注释内容进行了翻译&#xff0c;以方便大家的阅读和理解。 概述 在上一篇文章里&#xff0…
阅读更多...
C#，生成字符串整数校验码（Checksum）的谷歌（Google）算法与源代码

C#，生成字符串整数校验码（Checksum）的谷歌（Google）算法与源代码

如题。 校验码系统是产生校验码并校验包括校验码在内的字符串的一套规则。 它可以防止在抄录和键入字符串时产生的错误。 一般生成 MD5 校验&#xff0c;也可以生成、进行简单、快速的 整数 校验。 谷歌开源&#xff0c;很实用的整数校验码生成代码。 1 文本格式 using Sy…
阅读更多...
Python免费下载安装全流程（Python 最新版本），新手小白必看！

Python免费下载安装全流程（Python 最新版本），新手小白必看！

前言 今天换了新的电脑&#xff0c;需要重新安装python和PyCharm&#xff0c;就简单的写个教程吧~ 一、Python下载 1、进入Python官网 官网地址&#xff1a;https://www.python.org 2、点击【Downloads】展开后点击【Windows】跳转到下载python版本页面&#xff0c;选择&qu…
阅读更多...
物联网技术的崛起：驱动智慧景区的新篇章

物联网技术的崛起：驱动智慧景区的新篇章

随着科技的飞速发展&#xff0c;物联网技术逐渐成为推动各行各业创新的重要力量。在旅游业中&#xff0c;物联网的应用为智慧景区的建设提供了有力支持&#xff0c;为游客带来了更加便捷、智能的旅游体验。本文将探讨物联网技术在智慧景区中的应用及其对旅游业的影响&#xff0…
阅读更多...
[职场] 求职如何设置预期 #笔记#经验分享

[职场] 求职如何设置预期 #笔记#经验分享

求职如何设置预期 在求职的道路上&#xff0c;无论处于哪个年龄阶段&#xff0c;合理的就业期望值才能使我们的愿望与社会的需求相吻合&#xff0c;才能让自己在今后的工作中发挥出最大的实力与能力。 一、结合测评软件&#xff0c;明确求职目标 根据霍兰德职业兴趣测试结果&a…
阅读更多...
解密ERP业务架构：打造高效运营与持续增长的关键

解密ERP业务架构：打造高效运营与持续增长的关键

在当今竞争激烈的商业环境中&#xff0c;企业需要有效管理和整合各个部门的业务流程和信息&#xff0c;以实现高效运营和持续增长。而ERP&#xff08;企业资源规划&#xff09;系统作为一种集成的业务管理平台&#xff0c;扮演着至关重要的角色。本文将探讨ERP业务架构的重要性…
阅读更多...
[经验] 欧阳修唐宋八大家之首是谁 #微信#知识分享#学习方法

[经验] 欧阳修唐宋八大家之首是谁 #微信#知识分享#学习方法

欧阳修唐宋八大家之首是谁 1、唐宋八大家之首是谁 唐宋八大家是中国文学史上最具代表性的八位大文豪&#xff0c;他们的文学成就在中国文学史上占有重要地位&#xff0c;被誉为文学史上的“巨人”。 唐宋八大家之首&#xff0c;无疑是唐代著名诗人杜甫。他出生在一个贫苦的家…
阅读更多...
RK3568笔记十五：触摸屏测试

RK3568笔记十五：触摸屏测试

若该文为原创文章&#xff0c;转载请注明原文出处。 使用正点原子的ATK-RK3568板子&#xff0c;一直在测试屏幕和视频&#xff0c;突然想到触摸屏测试&#xff0c;一直没有用过&#xff0c;原子给的demo跑的是QT系统&#xff0c;触摸功能是正常的&#xff0c;测试一下&#xf…
阅读更多...
C语言strlen和sizeof的区别

C语言strlen和sizeof的区别

strlen和sizeof没有联系 前者是库函数&#xff0c;统计长度的标志是是否有\0 后者是操作符。计算长度的标志是字节数量。
阅读更多...
电脑监控屏幕软件有哪些(监控电脑屏幕的软件)

电脑监控屏幕软件有哪些(监控电脑屏幕的软件)

随着信息技术的迅猛发展&#xff0c;电脑屏幕监控软件已成为企业、家庭以及教育机构保护数据安全、提升工作效率以及进行行为分析的重要工具。本文将详细介绍几款主流的电脑屏幕监控软件&#xff0c;包括它们的功能、特点以及适用场景&#xff0c;帮助读者更好地了解并选择合适…
阅读更多...
31.File文件

31.File文件

File文件 1. 概述2. 构造方法2.1 方法2.2 代码示例 3. 成员方法3.1 判断、获取的方法3.1.1 方法3.1.2 代码示例 3.2 创建、删除的方法3.2.1 方法3.2.2 代码示例 3.3 获取、遍历的方法3.3.1 重点方法3.3.1.1 方法3.3.1.2 代码示例 3.3.2 所有方法3.3.2.1 方法3.3.2.2 代码示例 4…
阅读更多...
【数据结构】LRU Cache

【数据结构】LRU Cache

文章目录 LRUCache LRUCache 1. LRUCache是一种缓存的替换技术&#xff0c;在CPU和main memory之间根据计算机的局部性原理&#xff0c;往往会采用SRAM技术来构建CPU和主存之间的高速缓存&#xff0c;DRAM(dynamic random access memory)用于构建主存&#xff0c;LRUCache这种…
阅读更多...
Rust 数据结构与算法：3栈：用栈实现符号匹配

Rust 数据结构与算法：3栈：用栈实现符号匹配

1、符号匹配 如&#xff1a; (56)(78)/(43)、{ { ( [ ] [ ])}}、(ab)(c*d)func() 等各类语句的符号匹配。 这里我们关注的不是数字而是括号&#xff0c;因为括号更改了操作优先级&#xff0c;限定了语言的语义&#xff0c;这是非常重要的。如果括号不完整&#xff0c;那么整个…
阅读更多...
Ps：焦点堆栈

Ps：焦点堆栈

焦点堆栈 Focus Stacking是一种摄影和图像处理技术&#xff0c;通过合并多张在不同焦距拍摄的照片来创建一张具有更大景深的图像&#xff0c;特别适用于微距摄影、风景摄影和任何需要在整个场景中保持尖锐对焦的情况。 ◆ ◆ ◆ 拍摄注意事项 1、使用三脚架 为了确保图像之间…
阅读更多...
STM32——OLED菜单(二级菜单)

STM32——OLED菜单(二级菜单)

文章目录 一.补充二. 二级菜单代码 简介&#xff1a;首先在我的51 I2C里面有OLED详细讲解&#xff0c;本期代码从51OLED基础上移植过来的&#xff0c;可以先看完那篇文章&#xff0c;在看这个&#xff0c;然后按键我是用的定时器扫描不会堵塞程序,可以翻开我的文章有单独的定时…
阅读更多...
医院三基怎么搜题答案？ #学习方法#学习方法#微信

医院三基怎么搜题答案？ #学习方法#学习方法#微信

在大学生的学习过程中&#xff0c;遇到难题和疑惑是常有的事情。然而&#xff0c;随着互联网的普及和技术的发展&#xff0c;搜题和学习软件成为了大学生们解决问题的利器。今天&#xff0c;我将向大家推荐几款备受大学生喜爱的搜题和学习软件&#xff0c;帮助我们更好地应对学…
阅读更多...
VMware虚拟机网络配置

VMware虚拟机网络配置

VMware虚拟机网络配置 桥接模式NAT网络 桥接模式 桥接模式其实就是借助你宿主机上的网卡进行联网和通信&#xff0c;所以相当于虚拟机和宿主机平级&#xff0c;处于同一个网段中。 配置要点&#xff1a; 注意选择正确的宿主机网卡 查看宿主机的网络信息&#xff0c;这些信息指…
阅读更多...
VMwareWorkstation17.0虚拟机安装Windows2.03

VMwareWorkstation17.0虚拟机安装Windows2.03

VMwareWorkstation17.0虚拟机安装Windows2.03 第一篇 下载Windows2.03第二篇 配置Windows2.03虚拟机机器环境第三篇 启动Windows2.03系统 第一篇 下载Windows2.03 1.Windows2.0原版软盘下载地址是 暂不提供&#xff0c;后续更新 2.Windows2.03虚拟机镜像下载地址是 Windows2…
阅读更多...
ChatGPT高效提问—prompt实践（白领助手）

ChatGPT高效提问—prompt实践（白领助手）

ChatGPT高效提问—prompt实践&#xff08;白领助手&#xff09; ​ 随着社会的不断发展&#xff0c;白领的比例越来越高。白领的工作通常较为繁忙&#xff0c;需要管理复杂的项目。工作量大、要求高、任务紧急&#xff0c;时间分配不当部分可能导致工作效率低下&#xff0c;任…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023