Java Timer 源码深入分析

源码均以JDK1.8作为参考

JDK1.3中为定时任务提供了一种简单实现，java.util.Timer类调度java.util.TimerTask任务。

TimerTask：

TimerTask为Timer定时任务的执行提供了最小执行单元，TimerTask继承自Runnable接口，TimerTask本身是一个抽象类，给继承自Runnable接

口的TimerTask更加详细的描述。

 TimerTask任务有四个状态：

 VIRGIN = 0：表明此任务还未被调度

 SCHEDULED   = 1：表明此任务时一个调度任务，但是还未执行

 EXECUTED    = 2：表明此任务已经处在执行状态

 CANCELLED   = 3：表明此任务已经被取消

  其中TimerTask中还有几个比较重要的内部参数，简单介绍一下：

 Object lock: 对象锁，TimerTask在执行具体的操作时，提供了synchronized同步原语操作，例如当run()执行时，应该禁止

 cancel()的执行，此时可以使用synchronized(lock)对当前任务进行同步控制。

 long nextExecutionTime：在TimerTask初始初期，计算的任务执行时间点

 long period ：对于定时任务，给定的间隔时间

  在JDK的TimerTask实现中，TimerTask提供了cancel()和scheduledExecutionTime()的实现，而具体任务执行内容的run()方法，委托给了

子类具体实现。

Timer：

Timer类可以看作是TimerTask任务的管理和调度类，在Timer类文件中还有两个非public的类实现：TaskQueue和TimerThread，接下来让我们

一一看看Timer的具体实现：

TaskQueue：

TaskQueue为Timer中TimerTask管理提供了一个队列，可以向这个队列中增加和移除任务，以达到管理TimerTask任务的目的。

TaskQueue实例化时，会默认初始一个长度为128的TimerTask数组，来存储TimerTask，如下：

TimerTask[] queue = new TimerTask[128]

当想TaskQueue中add任务时，若内部数组已满，则将数组长度扩展为当前的2倍。

TaskQueue只是一个类队列，不具有队列的通用特性，TaskQueue提供了维护内部数据的一些公开方法，以便Timer对其进行管理。

TaskThread：

TaskThread的Timer线程类，它的主要作用是在Timer建立后，监控Timer的状态，主要监控Timer的TaskQueue中是否有任务在排队，如果

有，则根据具体的TimerTask实现类进行TimerTask任务的执行。

其灵魂内容就是mainLoop(), 源码如下：

private void mainLoop() {
    while (true) {
        // .. 具体参见源码
    }
}

    mainLoop自线程start后，会一直监视Timer中TimerQueue的内容和状态，并根据数据对不同的情况作出不一样的反应。

   Timer：
    上文提到的三个类，都是任务调度实现的组成部分，而这些部分最终是由Timer类串联起来的，Timer类在其中充当了管理的角色。

   首先我们来看:

   1.内部结构：

   Timer中维护了两个私有变量，分别是TaskQueue和TaskThread的实例，如下：

private final TaskQueue queue = new TaskQueue();
private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);

    2.初始化：

   Timer提供了四个重载的构造方法，如下：

public Timer()：
public Timer(boolean isDaemon)
public Timer(String name)
public Timer(String name, boolean isDaemon)

    name表示TaskThread的名称，isDaemon表示将TaskThread设置为用户线程或者守护线程。

当调用构造函数初始化时，会TaskThread的start()方法，使线程进入运行状态，此时，TaskThread会监控Timer中TaskQueue的内容和状

态，作出反应。

   3.schedule与scheduleAtFixedRate：

   Timer对外公开的方法中：

public void schedule(TimerTask task, long delay)
public void schedule(TimerTask task, Date time)
public void schedule(TimerTask task, long delay, long period)
public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)

   Timer中还有另一类执行任务方法：

public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)

   区别：

   schedule与scheduleAtFixRate的区别在任务执行起始的时间基准点不一样。

   schedule方法：下一次执行时间相对于 上一次 实际执行完成的时间点 ，因此执行时间会不断延后

scheduleAtFixedRate方法：下一次执行时间相对于上一次开始的 时间点 ，因此执行时间不会延后，存在并发性 

示例如下：

Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(6000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}, startDate, 5 * 1000);