【JavaEE】多线程案例 - 定时器

缺乏、安全感 2024-02-05 12:15 11阅读 0赞

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**目录**

什么是定时器

Java标准库中的定时器 - Timer

自定义一个定时器

定时器的组成

描述类MyTask

实现MyTask的比较

MyTimer类的构架

schedule方法

内置线程

线程安全与wait等待

具体代码

代码执行流程

--------------------

## 什么是定时器 ##

定时器是我们程序猿来软件开发中一个很重要的组件.它的作用就是和闹钟一样. 当达到一个设定的时间后,就需要去执行某段指定的代码.定时器在我们实际开发中特别常见.比如一款游戏需要联网才能使用,要是在1秒之内没有数据返回给服务器,这时定时器就会发挥作用,断开与网络的连接然后尝试重连.

## Java标准库中的定时器 - Timer ##

在我们Java标准库中就内置了一个Timer类,他就是定时器. 它里面有一个核心方法schedule就是用来注册任务的.

schedule里面有两个参数. 一个是时间到了需要执行的代码, 第二个是需要等待的时间,单位是毫秒.

public class ThreadDemo11 {
        public static void main(String[] args) {
            Timer timer = new Timer();
            timer.schedule(new TimerTask() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("hello 1000");
                }
            }, 1000);
        }
    }

## 自定义一个定时器 ##

### 定时器的组成 ###

这里用一个MyTimer类来表示定时器

**1) 需要一个存放任务的优先级队列PriorityQueue**

**2) 需要一个MyTask类来描述任务**

**3) 这些任务是需要比较时间的,MyTask类需要实现Comparable接口**

**4) 需要定义一个内置线程来不断扫描任务观察时间到了没**

**5) 需要实现核心方法schedule来注册任务**

#### 描述类MyTask ####

Task这个类用来描述任务,里面包含一个Runnable对象和一个time时间戳. 需要执行的代码会通过传参的形式给到Runnable.

class MyTask3 {
        //
        private long time;
        private Runnable runnable = null;
        public MyTask3(Runnable runnable, long delay) {
            this.runnable = runnable;
            //需要执行的时刻
            this.time = System.currentTimeMillis() + delay;
        }
        //获取时间
        public long getTime() {
            return time;
        }
        //获取需要执行的代码
        public void run() {
            runnable.run();
        }
        
    }

#### 实现MyTask的比较 ####

因为Mytask是描述任务,而这些任务需要放到优先级队列中比较,就需要实现Comparable或者比较器.这里我们实现Comparable接口.

#### MyTimer类的构架 ####

这里最核心的就是priorityQueue这个优先级队列,用它来存放我们的任务. 所对象为我们后面起到一个加锁的作用.

class MyTimer3 {
        //用优先级队列来存放任务
        private PriorityQueue<MyTask3> priorityQueue = new PriorityQueue<>();
        //锁对象
        private Object blocker = new Object();
        public void schedule(Runnable runnable, long time) {
            //核心方法
        }
    }

#### schedule方法 ####

这里我们在核心方法schedule中创建出一个任务,再将这个任务放入优先级队列中.

public void schedule(Runnable runnable, long time) {
            //创建一个任务
            MyTask3 myTask3 = new MyTask3(runnable, time);
            //将创建的任务放入优先级队列中
            priorityQueue.offer(myTask3);
        }

#### 内置线程 ####

这里将内置线程放入构造方法中,当这个类一创建就开始执行. 这里通过while循环来不断扫描.

//内置线程
        public MyTimer3() {
            //创建一个线程
            Thread t = new Thread(() -> {
                //通过while来不断扫描
                while(true) {
                    //判断优先级队列是不是空的
                    if(priorityQueue.isEmpty()) {
                        //为空就等待
                        //continue;
                    }
                    //当优先级队列中有任务时,取出任务
                    MyTask3 myTask3 = priorityQueue.peek();
                    //当前时间
                    long time = System.currentTimeMillis();
                    //如果到时间了就执行
                    if(time >= myTask3.getTime()) {
                        myTask3.run();
                        priorityQueue.take();
                    }else {
                        //时间没到等待
                        //continue;
                    }
                    
                }
            });
            t.start();
        }

#### 线程安全与wait等待 ####

这里发现schedule方法和构造方法都会有对于priorityQueue优先级队列的读和修改,这里可能就会出现线程安全问题,我们就需要为他们加上锁. 为空时我们就通过wait方法等待,等调用schedule方法使用notify唤醒它. 当有元素时但时间没到也是使用wait有时间的等待,时间到了就解除等待.

public void schedule(Runnable runnable, long time) {
            synchronized (blocker) {
                //创建一个任务
                MyTask3 myTask3 = new MyTask3(runnable, time);
                //将创建的任务放入优先级队列中
                priorityQueue.offer(myTask3);
                //通过notify来唤醒扫描线程
                blocker.notify();
            }
        }
    
        //内置线程
        public MyTimer3() {
            //创建一个线程
            Thread t = new Thread(() -> {
                //通过while来不断扫描
                while(true) {
                    //加锁
                    synchronized (blocker) {
                        try {
                            //判断优先级队列是不是空的
                            if(priorityQueue.isEmpty()) {
                                //为空就等待
                                blocker.wait();
                            }
                            //当优先级队列中有任务时,取出任务
                            MyTask3 myTask3 = priorityQueue.peek();
                            //当前时间
                            long time = System.currentTimeMillis();
                            //如果到时间了就执行
                            if(time >= myTask3.getTime()) {
                                myTask3.run();
                                priorityQueue.poll();
                            }else {
                                //时间没到等待 通过wait等待 有时间的等待.
                                blocker.wait(myTask3.getTime() - time);
                            }
                        }catch(InterruptedException o) {
                            o.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            });
            //启动线程
            t.start();
        }

### 具体代码 ###

class MyTask3 implements Comparable<MyTask3>{
        //
        private long time;
        private Runnable runnable = null;
        public MyTask3(Runnable runnable, long delay) {
            this.runnable = runnable;
            //需要执行的时刻
            this.time = System.currentTimeMillis() + delay;
        }
        //获取时间
        public long getTime() {
            return time;
        }
        //获取需要执行的代码
        public void run() {
            runnable.run();
        }
        //比较时间快慢方法
        @Override
        public int compareTo(MyTask3 o) {
            return (int)(this.time - o.time);
        }
    }
    
    class MyTimer3 {
        //用优先级队列来存放任务
        private PriorityQueue<MyTask3> priorityQueue = new PriorityQueue<>();
        //所对象
        private Object blocker = new Object();
        //核心方法
        public void schedule(Runnable runnable, long time) {
            synchronized (blocker) {
                //创建一个任务
                MyTask3 myTask3 = new MyTask3(runnable, time);
                //将创建的任务放入优先级队列中
                priorityQueue.offer(myTask3);
                //通过notify来唤醒扫描线程
                blocker.notify();
            }
        }
    
        //内置线程
        public MyTimer3() {
            //创建一个线程
            Thread t = new Thread(() -> {
                //通过while来不断扫描
                while(true) {
                    //加锁
                    synchronized (blocker) {
                        try {
                            //判断优先级队列是不是空的
                            if(priorityQueue.isEmpty()) {
                                //为空就等待
                                blocker.wait();
                            }
                            //当优先级队列中有任务时,取出任务
                            MyTask3 myTask3 = priorityQueue.peek();
                            //当前时间
                            long time = System.currentTimeMillis();
                            //如果到时间了就执行
                            if(time >= myTask3.getTime()) {
                                myTask3.run();
                                priorityQueue.poll();
                            }else {
                                //时间没到等待 通过wait等待 有时间的等待.
                                blocker.wait(myTask3.getTime() - time);
                            }
                        }catch(InterruptedException o) {
                            o.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            });
            //启动线程
            t.start();
        }
    }

### 代码执行流程 ###

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