Timer实现简单计时控制器，毫秒级误差，浅谈守护线程和用户线程

一、前言

        业务需要有部分是需要读取缓存文件，因为文件的读写有用到FileLock的独占锁，高并发下，可能出现锁一直获取失败的情况，需要有一个读取超时的机制，这里使用Timer简单实现一个计时控制器的需求。

二、实现代码段

        1.计时进程类

                因为有类似关闭资源的动作，所以我实现了AutoCloseable。

package com.cn.util;
 
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
 
/**
 * 计时进程
 * 进程有ture正在运行和false终止两种状态
 * 进程提供获取状态方法，在第一次获取计时器状态时初始化计时器，并在构造入参的过期时间后终止计时器
 * 计时进程可以主动结束
 */
public class TimerProcess implements AutoCloseable{
 
    /**
     * 计时器对象
     */
    private Timer timer;
 
    /**
     * 过期时间 秒
     */
    private int expireTimeSecond;
 
    /**
     * 原子 boolean 状态
     */
    private AtomicBoolean atomicBoolean;
 
    /**
     *
     * @param expireTimeMil 毫秒
     */
    public TimerProcess(int expireTimeMil){
        this.expireTimeSecond = expireTimeMil * 1000;
        this.atomicBoolean = new AtomicBoolean(true);
    }
 
    /**
     * 获取计时器状态
     * @return
     */
    public boolean getState(){
        if(timer == null)
            timer = new Timer(true);
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                atomicBoolean.set(false);
            }
        },this.expireTimeSecond);
        return this.atomicBoolean.get();
    }
 
 
    @Override
    public void close() throws Exception {
        this.timer.cancel();
    }
}

        2.调用代码

                因为TimerProcess和文件资源都继承了Autocloseable接口，所以直接在try()中处理了资源关闭的问题。

 //测试缓存文件
        File cacheFile = new File("");
        //10秒过期为例
        try(TimerProcess timerProcess = new TimerProcess(10);
            RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(cacheFile,"rw");
            FileChannel fc = raf.getChannel();){
            while (timerProcess.getState()){
                FileLock fl = fc.tryLock();
                if(fl == null)
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                else{
                    System.out.println("get cache file channel success.");
                    //后续的业务
                }
            }
        }

该实现还是会存在毫秒级的误差，因为在获取FileLock失败后到再次获取计时器的状态存在毫秒级的时间间隔，满足我的业务需求，各位有需要可以自己优化。

三、守护线程

        在开发过程中，又遇到一个现象，代码如下。按照预先设计的逻辑来说，while 判断参数会在1秒之后get到false而跳出循环，然后打印end，终止主函数，但实际主程序依然挂起，jvm并没有关闭。

        因为Timer在调用构造时，如果没有特殊说明，是以用线程存在的，这也是为什么在计时器类中，需要使用new Timer(true);这是声明计时器对象为守护线程。

      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Timer timer = new Timer();
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
        AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(true);
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("timer task run.");
                atomicBoolean.set(false);
            }
        },1000);
 
        while (atomicBoolean.get()){
           TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
        }
        System.out.println("end");
      }

什么是守护线程？

        JAVA常见的线程分为两种，用户线程和守护线程。

        用户线程 一般指工作线程，用来实现具体的业务操作，比如Main方法、继承Thread的线程类等等。该线程是程序的主要组成架构，当用户线程存在时，存续会持续运行。

        守护线程 一般指服务线程，用来实现系统的服务、监控操作，比如JVM GC，JIT等等。该线程为程序非必须部分，顾名思义，是为了守护而存在的线程，服务、监控都需要一个对应的对象，不然毫无意义，所以当程序只有守护线程存在时，程序就会终止。

所以这里实现的计时器，其实也是一种守护线程的存在，当main函数执行完之后，应该终止程序。

四、如何声明线程类型

        Timer类就提供了boolean类型的构造方法，来申明是守护/用户线程。

        而一般的线程对象，也有setDaemon()方法来设置为用户线程或者守护线程，需要注意，该方法需要在线程启动之前调用，否则会造成程序异常。默认实例化的线程都为用户线程。