java的线程设置超时时间 java timer 线程

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新新人类 2024-03-14 07:49:51

文章标签 java的线程设置超时时间多线程主线程子线程 System 文章分类 Java 后端开发

一：定时器Timer

Timer是一种定时器工具，用来在一个后台线程计划执行指定任务；它可以计划执行一个任务一次或反复多次。

首先看下Timer定时执行的例子；我们用Timer实现三秒后输出hello，I have done it；代码如下所示：

public class Test2 {
    static public void main(String... args){
        Timer timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello,I have done it");
            }
        },3000);
        while (true){
            // 此处打印每秒的时间，让结果更清晰
            System.out.println(new Date().getSeconds());
            try {
                //  睡眠一秒，每秒打印一次当前的秒数
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

输出结果：
54
55
56
hello,I have done it
57
58

可以看到，在三秒之后输出了想要输出的语句；那么这个执行过程是什么样的呢？首先需要了解一下TimerTask类

/**
 * A task that can be scheduled for one-time or repeated execution by a Timer.
 *
 * @author  Josh Bloch
 * @see     Timer
 * @since   1.3
 */

public abstract class TimerTask implements Runnable {
}

我们可以看到，TimerTask类是一个抽象类，并且实现了Runnale接口。显然，当我们在创建一个匿名内部类并重写了run方式时，就相当于创建了一个线程，并在run方法里面实现自己的逻辑。

再看Timer类的schedule方法，它是一个重载方法，查看源码如下所示：

// 等待多久后执行task，只执行一次
public void schedule(TimerTask task, long delay) {
        if (delay < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
        sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, 0);
    }
 // 在某个时间执行task，只执行一次
public void schedule(TimerTask task, Date time) {
        sched(task, time.getTime(), 0);
    }
// 等待多久之后执行task，并且每隔多久执行一次
public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) {
        if (delay < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
        if (period <= 0)
            throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
        sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, -period);
    }
// 第一次执行时间，之后每隔多久就再次执行
public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) {
        if (period <= 0)
            throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
        sched(task, firstTime.getTime(), -period);
    }

我们所用的就是过多久就执行，并只执行一次的那个方法；接下来我们再看个例子，延迟3秒后执行，并且执行之后每两秒执行一次，代码如下：

public class Test2 {
    static public void main(String... args){
        Timer timer = new Timer();
        MyTimerTask myTimerTask = new MyTimerTask();
        timer.schedule(myTimerTask,3000,2000);
        while (true){
            // 此处打印每秒的时间，让结果更清晰
            System.out.println(new Date().getSeconds());
            try {
                //  睡眠一秒，每秒打印一次当前的秒数
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
class MyTimerTask extends TimerTask{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("you still have lots more to work on!");
    }
}

输出结果如下：
0
1
2
you still have lots more to work on!
3
4
you still have lots more to work on!
5
6
you still have lots more to work on!
7
8
you still have lots more to work on!
9

可以清晰的看到：在三秒之后执行了一次，并且之后每过2s都再次执行。此处没有用匿名内部类，而是自己定义了一个类去继承抽象类TimerTask，效果都是一样的。

看到这儿，我们可以定义自己的需求去定时执行任务，比如；我们想要实现一个功能，首先是等两秒之后执行，然后再是等四秒执行，再是等两秒执行，如此交替反复执行；该如何实现该功能呢？代码如下：

public class Test2 {
    static public void main(String... args){
        Timer timer = new Timer();
        MyTimerTask myTimerTask = new MyTimerTask();
        timer.schedule(myTimerTask,2000);
        while (true){
            // 此处打印每秒的时间，让结果更清晰
            System.out.println(new Date().getSeconds());
            try {
                //  睡眠一秒，每秒打印一次当前的秒数
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
class MyTimerTask extends TimerTask{
    private static int i = 0;
    @Override
    public void run() {
        // 执行一次，数量加1
        i++;
        System.out.println("you still have lots more to work on!");
        // 根据i的值来判断应该延迟多少s执行
        new Timer().schedule(new MyTimerTask(),2000+(i % 2 == 0 ? 0 : 2000));
    }
}

输出结果如下：

52
53
you still have lots more to work on!
54
55
56
57
you still have lots more to work on!
58
59
you still have lots more to work on!
0
1
2
3
you still have lots more to work on!
4
5

解析：因为需要两秒和四秒交替执行，所以用原本的方式是不能实现的，那么就应该继承TimerTask类来自己实现run方法的逻辑，我们在类中定义一个静态变量i，通过i的奇偶值来判断应该等待两秒还是等待四秒执行，并在run方法里面动态的传入需要等待的时间，以此来达到目的。

该程序执行时，首先我们第一次调用时传的2000，第一次输出时是在2s后，当输出完之后，再次调用timer对象的schedule方法，此时，传入的TimerTask是自己定义的MyTimerTask类，此时i的值为1，而传入delay值的表达式为：2000+(i % 2 == 0 ? 0 : 2000)，1%2 不等于0；那么再次调用的时候，delay的值就是4000，然后再执行到这儿的时候，i的值为2，此时delay的值就为2000；如此交替执行下，就能实现想要达到的结果。

现在实现定时任务都是用开源框架quartz,它的cron表达式能够很好的定义时间去执行job

二：线程之间的通信

当多个线程一起工作时，我们希望它们能够有规律的执行，此时就要用到线程通信。

例如：我们想要实现两个线程同时输出（子线程和主线程），子线程输出2次，主线程输出4次，如此循环10次。那么应该怎么做呢？我们很容易想到定义两个线程来输出；代码如下：

public class Test2 {
    static public void main(String... args){
        final Work work = new Work();
        // 子线程输出2次，循环10次
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1;i <=10; i++ ){
                    work.subSay(i);
                }
            }
        }).start();
        // 主线程输出4次，循环10次
        for (int i = 1; i <= 10; i++){
            work.mainSay(i);
        }
    }
}
class Work{
    public void subSay(int j){
        for (int i = 1; i <= 2; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"子线程输出第"+i+"次,第"+j+"轮");
        }
    }
    public void mainSay(int j){
        for (int i = 1; i <= 4; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程输出第"+i+"次,第"+j+"轮");
        }
    }
}

我们很容易想到，将两个线程的输出操作封装到一个对象里，然后启动两个线程去调打印方法，如上图所示，该程序的执行结果并不能达到我们的要求，结果就不展示了，因为上面的程序执行，没有同步，没有通信，那么就是谁抢到cpu的执行权谁就执行，所以执行的顺序是凌乱的；接下来我们改造一下该Work类来达到我们的目的。

public class Test2 {
    static public void main(String... args){
        final Work work = new Work();
        // 子线程输出2次，循环10次
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1;i <=10; i++ ){
                    work.subSay(i);
                }
            }
        }).start();
        // 主线程输出4次，循环10次
        for (int i = 1; i <= 10; i++){
            work.mainSay(i);
        }
    }
}
class Work{
    /**
     * 定义一个变量，当该值为true时，子线程打印，为false时，主线程打印
     */
    private static boolean flag = true;
    public synchronized void subSay(int j){
        if (!flag){
            try {
                // 等待，让出cpu执行权
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        for (int i = 1; i <= 2; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"子线程输出第"+i+"次,第"+j+"轮");
        }
        // 自己执行完成之后改变状态
        flag = false;
        // 唤醒主线程
        this.notify();
    }
    public synchronized void mainSay(int j){
        if (flag){
            try {
                // 等待，让出cpu执行权
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        for (int i = 1; i <= 4; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程输出第"+i+"次,第"+j+"轮");
        }
        // 改变状态让子线程打印
        flag = true;
        // 唤醒子线程
        this.notify();
    }
}

执行结果为：

Thread-0子线程输出第1次,第1轮
Thread-0子线程输出第2次,第1轮
main主线程输出第1次,第1轮
main主线程输出第2次,第1轮
main主线程输出第3次,第1轮
main主线程输出第4次,第1轮
…
Thread-0子线程输出第1次,第10轮
Thread-0子线程输出第2次,第10轮
main主线程输出第1次,第10轮
main主线程输出第2次,第10轮
main主线程输出第3次,第10轮
main主线程输出第4次,第10轮

可以看到，两个线程现在就能完美协调的进行打印数据了；为什么呢？我来解释一下：
首先我们在两个方法都加上了synchronized，这样就会让子线程在执行打印方法时，主线程不会去执行主线程的打印方法；可能有人会问，我主线程又没有执行子线程的打印方法，为什么还要等待子线程执行完成呢？前面我们知道，synchronized是对象锁，而两个线程都是调用相同对象的方法，所以，当锁被子线程持有时，主线程就获取不到work对象的锁，就不会执行同步方法里面的代码。然后子线程进入方法之后会有两种情况：

此时该子线程执行，那么执行完之后释放锁，由主线程执行
不该子线程执行，那么调用wait()方法，释放锁，主线程执行完之后，唤醒子线程。

主线程依然如此，所以就会出现两个线程有序的进行工作。

代码中，我们判断flag状态时用的是if，这样是不好的，应该将if换成while，换成while的目的是为了防止虚假唤醒

虚假唤醒就是一些obj.wait()会在除了obj.notify()和obj.notifyAll()的其他情况被唤醒，而此时是不应该唤醒的。

介绍Object的两个方法：

wait() 线程进入等待状态，释放锁，让出cpu的执行权
notify() 唤醒一个在等待的线程

注意：这两个方法必须在同步代码块或者同步方法中才能够使用

三：notify 与notifyAll 的区别

notify只会随机通知一个在等待的对象，而notifyAll会通知所有在等待的对象，并且所有对象都会继续运行

notify：当有多个线程在等待锁时，使用notify会随机唤醒一个线程，被唤醒的线程会获得对象锁，然后继续运行
notifyAll：当有多个线程在等待锁时，使用notifyAll会唤醒所有等待的线程，然后被唤醒的线程些就会去争抢锁，谁抢到了锁，谁就执行；没有抢到锁的线程会进到线程的锁池中。

有兴趣的小伙伴可以试试实现一个线程不断制造面包，另外五个线程去消费面包，当有面包是才能去消费。

四：wait与sleep的区别

当某个线程持有某个对象的锁时，如果使用wait方法会释放该对象的锁，将cpu的执行权让给其他线程去执行。
而sleep则不会释放线程持有所持有对象的锁。

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