Java的Timer原理

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一提到定时器（不是时钟）如何实现，第一想法就是汇编，x86平台相关内容找本微机原理教材就能翻到。如果要在Java上实现呢？Java既然是运行在JVM上的，那么虚拟机提供的指令集或许能有办法。中断处理？这是我的第一想法。
但是看到Timer类的代码之后，发现Josh Bloch跟我的想法大不一样，他用的是Java本身的API实现的，就是一个普普通通的类而已，完全是高来高去，根本没有涉及到任何神秘的底层指令。
整个机理就是建立在Java的多线程技术基础之上的。
比如我们用闹钟每天早上定时起床吧。我们这里考虑的只是理想状况，我们除了闹钟振铃不会听到闹钟的任何声音，因为有人听见机械表的走时会睡不着；闹钟除了我们操作它，否则也不会受到我们任何影响，不用考虑放到床头夜里被我们踢到床下。
这种前提下，我们睡觉的时候，闹钟严格按照自己的方式走时，即使它自己坏掉了也跟我们睡觉没有任何关系。而我们睡觉也不会因为闹钟走时而有什么影响。早上到了指定时间，闹钟就会振铃唤醒我们。
Java的定时器就是这个原理。Java语言，根类Object就提供了wait(long timeout)方法，这个方法会让一个线程阻塞指定的timeout时间，看到这里我们好像有点思路了。我们指定一个线程A，调用对象B.wait(timeout)，线程A就会阻塞，直到timeout到了，B醒来会使A继续执行。事实上的原理也就是这样的，具体的Timer实现要更加复杂一些。
看到这里可能有点疑问：
1.没看到多线程啊，只有A是个Thread，B可是个对象啊。
2.Thread类里面不是有一个sleep()方法吗？能精确到毫秒，为什么不用这个？
第一个问题比较简单，其实Timer类是为多任务定时设计的，在实现里面，B是一个任务队列(实现上就是一个array)，维护着所有使用当前Timer定时的任务，它们可是一堆货真价实的线程实例。每次线程A都取队列中距离当前时间最近的的定时任务，跟当前时间比较，然后wait(timeout)这段时间。线程唤醒的时刻也是队列中这个定时任务运行的时刻。然后线程继续取下一个定时任务，继续wait(timeout)。从这里我们能看出来，每次定时都有额外的时间开销，比如要维护队列等，所以Java的Timer类不保证实时。
第二个问题，其实也很简单，Thread类本身的sleep(timeout)方法调用之后，线程并不是真正睡眠了，依然会被调度器调度，只有使用interrupt() 方法才能中断sleep()方法，这样看来，sleep()方法并不能算是真正意义的sleep；而wait方法会使得线程真正睡眠，直至被唤醒、中断或者参数时间耗尽。
猛一看Java，wait()好像是一个让人有点奇怪的地方，wait()方法是在根类Object里面实现的，也就说所有的Java类都会因此而继承wait()方法，而不仅仅在线程类里面。但wait()方法被定义为普世通用的，却仅仅在多线程里用的到。原因也很简单，临界区锁是不应该指定对象类型的，使用锁的wait()方法来阻塞整个线程，在其他地方按照逻辑唤醒锁，进而唤醒整个线程，是一个合理而正确的选择。
这里大致说说实现的原理，想画画具体的执行流程的，但是多线程的执行实在不好描述，看源代码是最好的办法。