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定时器（java）

article 2025/3/26 9:11:25

文章目录

- 什么是定时器
- 标准库中的定时器
- 实现定时器

什么是定时器

定时器是一种编程工具，用于特定时间或固定时间间隔执行任务（代码逻辑），其核心功能是管理任务的调度和执行

标准库中的定时器

Timer 和 TimerTask 类
定位：早期的单线程定时器实现，适用于简单场景。
核心类：
Timer：用于调度任务。
TimerTask：抽象类，需继承并实现 run() 定义任务逻辑。

实现定时器

import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

class Mytask implements Comparable<Mytask>{
    private Runnable runnable;
    // 定义任务执行时间
    private long time;

    public Mytask(Runnable runnable,long delay){
        if(runnable==null){
            try{
                throw new IllegalAccessException("任务不能为空");
            } catch (IllegalAccessException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        if(delay<0){
            try {
                throw new IllegalAccessException("时间不能小于0");
            } catch (IllegalAccessException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        this.runnable=runnable;
        //计算出任务的具体时间
        this.time=delay+System.currentTimeMillis();
    }

    public Runnable getRunnable() {
        return runnable;
    }

    public long getTime() {
        return time;
    }

    @Override
    public int compareTo(Mytask o) {
       if(this.getTime()-o.getTime()>0)return 1;
       else if(this.getTime()-o.getTime()==0)return 0;
       else return -1;
    }
}

public class MyTimer {
    //定义线程内容
   private PriorityBlockingQueue<Mytask> priorityBlockingQueue=new PriorityBlockingQueue<>();

   public MyTimer() {
       //扫描线程
       Thread th1 = new Thread (()-> {

               while (true) {
                   try {
                       Mytask take = priorityBlockingQueue.take();
                       //判断有没有到时间
                       long times = System.currentTimeMillis();
                       if (times >= take.getTime()) {
                           //时间到了执行任务
                           take.getRunnable().run();
                       } else {
                           long waittime = take.getTime() - times;
                           //没有到时间放回阻塞队列
                           priorityBlockingQueue.put(take);
                           synchronized (this) {
                               //进行休眠
                               this.wait(waittime);
                           }
                       }
                   } catch (InterruptedException e) {
                       throw new RuntimeException(e);
                   }
               }
       });
       th1.start();
       //创建一个后台线程
       Thread thread = new Thread (()->{
           while (true) {
               synchronized (this) {
                   notifyAll();
               }
               //休眠一会
               try {
                   TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(100);
               } catch (InterruptedException e) {
                   throw new RuntimeException(e);
               }
           }
       });
       //设置为后台线程
       thread.setDaemon(true);
       thread.start();
   }
   public void schedule(Runnable runnable,long time) {
       //构建一个Mytask对象
       Mytask mytask=new Mytask(runnable,time);
       //放入阻塞数组
       priorityBlockingQueue.put(mytask);
       //唤醒等待线程
       synchronized (this){
           this.notifyAll();
       }
    }
}

在这里插入图片描述

这里要注意当将锁在加在整个while（扫描线程）时会产生死锁

/扫描线程
       Thread th1 = new Thread (()-> {
           synchronized (this) {
               while (true) {
                   try {
                       Mytask take = priorityBlockingQueue.take();
                       //判断有没有到时间
                       long times = System.currentTimeMillis();
                       if (times >= take.getTime()) {
                           //时间到了执行任务
                           take.getRunnable().run();
                       } else {
                           long waittime = take.getTime() - times;
                           //没有到时间放回阻塞队列
                           priorityBlockingQueue.put(take);

                           //进行休眠
                           this.wait(waittime);
                       }
                   } catch (InterruptedException e) {
                       throw new RuntimeException(e);
                   }
               }
           }
       });

在这里插入图片描述
引起死锁的原因

锁的持有与阻塞调用：
扫描线程 th1 的整个循环被包裹在 synchronized(this) 块中。
当队列为空时，priorityBlockingQueue.take() 会阻塞，但此时 th1 仍持有 this 锁。
其他线程（如主线程调用 schedule）需要获取 this 锁才能添加任务，但无法获得锁，导致它们被阻塞。

互相等待的僵局：
th1 在等待队列中有任务（被 take() 阻塞），但其他线程无法添加任务（因为它们需要 this 锁）。
其他线程在等待 th1 释放锁，而 th1 在等待其他线程添加任务，形成死锁。

1.synchronized和wait的使用：
在MyTimer类的构造方法中，扫描线程t1并使synchronized(this)进行同步，台线程 (thread) 也使用 synchronized (this) 来调用 notifyAll()。

2.wait 和 notifyAll 的逻辑
在从队列中拿到线程任务时如果线程任务还没有到会调用wait（）进行等待，
在主线程在这里插入图片描述
后台线程 (thread) 也在尝试调用 notifyAll()，但它是在 synchronized (this) 块中执行的。如果此时没有其他线程持有 MyTimer 对象的锁，后台线程将无法执行 notifyAll()。所以锁得不到释放
任务的执行时间：