JAVA 并发编程-基于线程池设计的ScheduledExecutor（八）

    

    上篇博客《JAVA 并发编程-线程池（七）》中曾介绍到newScheduledThreadPool(intcorePoolSize)，创建corePoolSize大小的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

    接下来我们一起来分析一下Java中几种任务调度实现与比较

    任务调度是指基于给定时间点，给定时间间隔或者给定执行次数自动执行任务。

 

Timer

相信大家都已经非常熟悉java.util.Timer 了，它是最简单的一种实现任务调度的方法，下面给出一个具体的例子：

package com.tgb.hjy;import java.util.Timer;import java.util.TimerTask;public class TimerTest extends TimerTask {  private String jobName = "";  public TimerTest(String jobName) {  super();  this.jobName = jobName;  }  @Override  public void run() {  System.out.println("execute " + jobName);  }  public static void main(String[] args) {  Timer timer = new Timer();  long delay1 = 1 * 1000;  long period1 = 1000;  // 从现在开始 1 秒钟之后，每隔 1 秒钟执行一次 job1  timer.schedule(new TimerTest("job1"), delay1, period1);  long delay2 = 2 * 1000;  long period2 = 2000;  // 从现在开始 2 秒钟之后，每隔 2 秒钟执行一次 job2  timer.schedule(new TimerTest("job2"), delay2, period2);  }  } 

输出结果：

 

execute job1

execute job1

execute job2

execute job1

execute job1

execute job2

execute job1

execute job1

execute job2

 

    使用 Timer 实现任务调度的核心类是Timer 和 TimerTask。其中 Timer 负责设定 TimerTask 的起始与间隔执行时间。使用者只需要创建一个 TimerTask的继承类，实现自己的 run 方法，然后将其丢给 Timer 去执行即可。

 

    Timer 的设计核心是一个 TaskList和一个 TaskThread。Timer 将接收到的任务丢到自己的 TaskList 中，TaskList 按照 Task的最初执行时间进行排序。TimerThread 在创建 Timer时会启动成为一个守护线程。这个线程会轮询所有任务，找到一个最近要执行的任务，然后休眠，当到达最近要执行任务的开始时间点，TimerThread被唤醒并执行该任务。之后 TimerThread 更新最近一个要执行的任务，继续休眠。

 

    Timer的优点在于简单易用，但由于所有任务都是由同一个线程来调度，因此所有任务都是串行执行的，同一时间只能有一个任务在执行，前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。

 

ScheduledExecutor

 

    鉴于 Timer 的上述缺陷，Java 5推出了基于线程池设计的ScheduledExecutor。其设计思想是，每一个被调度的任务都会由线程池中一个线程去执行，因此任务是并发执行的，相互之间不会受到干扰。需要注意的是，只有当任务的执行时间到来时，ScheduedExecutor才会真正启动一个线程，其余时间 ScheduledExecutor 都是在轮询任务的状态。

package com.tgb.hjy;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ScheduledExecutorTest implements Runnable {private String jobName = "";public ScheduledExecutorTest(String jobName) {super();this.jobName = jobName;}@Overridepublic void run() {System.out.println("execute " + jobName);}public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);long initialDelay1 = 1;long period1 = 1;        // 从现在开始1秒钟之后，每隔1秒钟执行一次job1 scheduleAtFixedRate//每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔//已固定的频率来执行某项计划(任务).固定的频率来执行某项计划，它不受计划执行时间的影响。到时间，它就执行。service.scheduleAtFixedRate(        new ScheduledExecutorTest("job1"), initialDelay1,period1, TimeUnit.SECONDS);long initialDelay2 = 1;long delay2 = 1;        // 从现在开始2秒钟之后，每隔2秒钟执行一次job2 scheduleWithFixedDelay//每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔//相对固定的延迟后，执行某项计划.即无论某个任务执行多长时间，等执行完了，我再延迟指定的时间。它受计划执行时间的影响。service.scheduleWithFixedDelay(        new ScheduledExecutorTest("job2"), initialDelay2,delay2, TimeUnit.SECONDS);}}

执行结果：

 

execute job1

execute job2

execute job1

execute job2

execute job1

execute job2

 

    ScheduledExecutorService中两种最常用的调度方法 ScheduleAtFixedRate 和 ScheduleWithFixedDelay。ScheduleAtFixedRate每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔；ScheduleWithFixedDelay每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔。由此可见，ScheduleAtFixedRate是基于固定时间间隔进行任务调度，ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短，是基于不固定时间间隔进行任务调度。

 

用 ScheduledExecutor 和Calendar 实现复杂任务调度

 

    Timer 和 ScheduledExecutor都仅能提供基于开始时间与重复间隔的任务调度，不能胜任更加复杂的调度需求。比如，设置每星期二的 16:38:10 执行任务。该功能使用 Timer 和ScheduledExecutor 都不能直接实现，但我们可以借助 Calendar 间接实现该功能。

 

    注，上述方法实现该任务调度比较麻烦，这就需要一个更加完善的任务调度框架来解决这些复杂的调度问题。幸运的是，开源工具包Quartz提供了这方面强大的支持。

 

Quartz

 

Quartz可以满足更多更复杂的调度需求，首先让我们看看如何用 Quartz 实现每星期二 16:38 的调度安排：

package com.tgb.hjy;import java.util.Date;import org.quartz.Job;import org.quartz.JobDetail;import org.quartz.JobExecutionContext;import org.quartz.JobExecutionException;import org.quartz.Scheduler;import org.quartz.SchedulerFactory;import org.quartz.Trigger;import org.quartz.helpers.TriggerUtils;public class QuartzTest implements Job {@Override//该方法实现需要执行的任务public void execute(JobExecutionContext arg0) throws JobExecutionException {System.out.println("Generating report - "+ arg0.getJobDetail().getFullName() + ", type ="+ arg0.getJobDetail().getJobDataMap().get("type"));System.out.println(new Date().toString());}public static void main(String[] args) {try {// 创建一个SchedulerSchedulerFactory schedFact = new org.quartz.impl.StdSchedulerFactory();Scheduler sched = schedFact.getScheduler();sched.start();// 创建一个JobDetail，指明name，groupname，以及具体的Job类名，//该Job负责定义需要执行任务JobDetail jobDetail = new JobDetail("myJob", "myJobGroup",QuartzTest.class);jobDetail.getJobDataMap().put("type", "FULL");            // 创建一个每周触发的Trigger，指明星期几几点几分执行Trigger trigger = TriggerUtils.makeWeeklyTrigger(3, 16, 38);trigger.setGroup("myTriggerGroup");// 从当前时间的下一秒开始执行trigger.setStartTime(TriggerUtils.getEvenSecondDate(new Date()));// 指明trigger的nametrigger.setName("myTrigger");// 用scheduler将JobDetail与Trigger关联在一起，开始调度任务sched.scheduleJob(jobDetail, trigger);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}} 

    使用Quartz我们非常简洁地实现了一个上述复杂的任务调度。Quartz设计的核心类包括 Scheduler, Job 以及 Trigger。其中，Job 负责定义需要执行的任务，Trigger负责设置调度策略，Scheduler 将二者组装在一起，并触发任务开始执行。

 

总结：

    以上是几种任务调度的实现方式，各有优缺点，对于Quartz的学习还需要继续深入。后面会详细介绍！