JavaEE多线程知识--计时器

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定时器

代码中的定时器,通常都是设定"多长时间之后,执行某个动作"

服务器开发中,客户端请求服务器

客户端发送请求之后,就需要等待服务器的响应

客服端不能一直死等下去,如果一直死等,很可能程序就卡死了

因此客户端经常会设置一个"超时时间",这里就可以使用定时器来实现

标准库里的定时器~

TimerTask task 是要安排的任务,就是一个Runnable ,需要继承TimeTask,然后重写run,从而指定要执行的任务

long delay是多长时间之后来执行这个任务,经过delay ms之后执行task任务

public class DemoTimer {
    public static void main(String[] args) {
        //标准库的定时器

        Timer timer = new Timer();


       timer.schedule(new TimerTask() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("欸嘿1");
           }
       },3000);

       timer.schedule(new TimerTask() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("哇哦2");
           }
       },4000);

       timer.schedule(new TimerTask() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("吧唧3");
           }
       },5000);

        System.out.println("开始计时");
    }
}

执行完上述任务之后,进程没有退出!!!

Timer内部需要一组线程来执行注册的任务,而这里的线程是前台线程,前台线程会影响进程退出,所以进程没有退出~

自己实现Timer

shcedule第一个参数是一个任务

1️⃣需要能够描述这个任务,任务包含两个方面的信息,一个是要执行啥工作,一个是啥时候执行~~

//这个类描述一个任务
class MyTask {
    //要执行的任务
    private Runnable runnable;
    //什么时间执行这个任务
    private long time;

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

2️⃣看下如何让MyTimer管理多个任务
一个timer是可以安排多个任务的~
可以使用一个阻塞的优先级队列:

private BlockingQueue<MyTask> queue = new PriorityBlockingQueue<>();

class MyTimer {
    private BlockingQueue<MyTask> queue = new PriorityBlockingQueue<>();

    public void schedule(Runnable runnable,long after) throws InterruptedException {
        MyTask myTask = new MyTask(runnable,after);
        queue.put(myTask);
    }


}

3️⃣任务已经被安排到优先级阻塞对列中了,接下来就需要从队列中取元素了,接下来就需要从队列中取元素,创建一个单独的扫描线程,让这个线程不停的来检查队首元素时间是否到了,如果时间到了,则执行该任务~

 //创建一个扫描线程
        Thread t = new Thread(()->{
            while(true) {
                //取出队首元素
                try {
                    MyTask task = queue.take();
                    if(task.getTime() <= System.currentTimeMillis()) {
                        //到点了,可以执行任务了
                        task.getRunnable().run();
                    }else {
                        //时间还没到
                        queue.put(task);

                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

由于阻塞队列,无法阻塞的取队首元素,因此需要先取出任务,然后才能够判定任务时间是否到了,如果任务时间没到,还需要把任务放回去

4️⃣运行一下上述代码,我们发现出了一些问题

通过观察异常,可以发现问题出在往阻塞的优先级队列里放MyTask时,没有实现Comparable接口上:

@Override
    public int compareTo(MyTask o) {
        return (int) (this.time - o.time);
    }

关于这里this.time 和o.time的顺序我建议大家试一下更直观,背的话很容易出错~

但是上述代码还有很严重的问题~~
首先是忙等问题!!

上面红框的代码是一直在执行的!!
也就是说这个循环一直在忙等!!!
CPU并没有被空闲出来!
这里的等待其实是没什么意义的!

5️⃣使用wait就可以解决上述问题~~

在循环后就立刻加锁就可以避免notify在take和wait之间执行了,扫描线程会先拿到锁,然后take,然后执行中间逻辑,一直到wait,在这个过程中,schedule线程会阻塞等待锁,知道扫描线程执行了wait时,扫描线程释放了锁,schedule线程就拿到了锁,进行了通知!
这个时候wait就立即被唤醒了!!接下来继续重新取队首元素~
就可以执行新的更早的任务了~

6️⃣到这里自己实现Timer就结束了~

给大家贴上代码:

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.BlockingDeque;
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;

/**
 * @Author YuanYuan
 * @Date 2022/9/21
 * @Time 15:18
 */
//这个类描述一个任务
class MyTask implements Comparable<MyTask>{
    //要执行的任务
    private Runnable runnable;
    //什么时间执行这个任务
    private long time;

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

    public Runnable getRunnable() {
        return runnable;
    }

    public void setRunnable(Runnable runnable) {
        this.runnable = runnable;
    }

    public long getTime() {
        return time;
    }

    public void setTime(long time) {
        this.time = time;
    }

    @Override
    public int compareTo(MyTask o) {
        return (int) (this.time - o.time);
    }
}
class MyTimer {
    private BlockingQueue<MyTask> queue = new PriorityBlockingQueue<>();

    private Object locker = new Object();

    public MyTimer() {
        //创建一个扫描线程
        Thread t = new Thread(()->{
            while(true) {
                //取出队首元素
                try {
                    synchronized (locker) {
                        MyTask task = queue.take();
                        long curTime = System.currentTimeMillis();
                        if(curTime >= task.getTime()) {
                            //到点了,可以执行任务了
                            task.getRunnable().run();
                        }else {
                            //时间还没到
                            queue.put(task);
                            //没到时间,就等待
                            locker.wait(task.getTime() - curTime);
                        }
                    }

                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        t.start();
    }

    public void schedule(Runnable runnable,long after) throws InterruptedException {
        MyTask myTask = new MyTask(runnable,after);
        queue.put(myTask);
        synchronized (locker) {
            locker.notify();
        }
    }


}
public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyTimer timer = new MyTimer();
        timer.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("欸嘿11");
            }
        },3000);

        timer.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("哇哦22");
            }
        },4000);

        timer.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("吧唧33");
            }
        },5000);
        System.out.println("开始计时");
    }
}

总结

你可以叫我哒哒呀 本篇到此结束 “莫愁千里路，自有到来风。” 我们顶峰相见！