手搓一个定时器

目录

1.什么是定时器

2.计时器的使用

3.手搓定时器

3.1定义一个TimerTask类

3.2定义一个Timer类

3.3实现schedule方法

3.4实现Timer的构造方法

3.4.1随时随地查看优先级队列中是否有任务要执行

3.4.2获取队首任务，并判断是否到执行时间

3.4.3到达执行时间执行任务

4.整体的一个代码：

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1.什么是定时器

在看警匪片时，经常会有匪徒在银行安装定时炸弹，而这里的定时炸弹就可以看成一个定时器，当设定的时间到时，炸弹就会爆炸，而我们这里的定时器是当时间到时，就会执行相应的任务

2.计时器的使用

在Java中，关于计时器的类时Timer

Timer类是java.util包提供的API。

Timer中最主要的方法是schedule方法，他是将我们的任务，和时间放进一个数组模拟的队列中，然后在指定时间执行指定的任务

代码示例：

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;public class Main19 {public static void main(String[] args) {Timer timer=new Timer();timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 3000");}},3000);timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 2000");}},2000);timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 1000");}},1000);System.out.println("hello main");}
}

schedule的第一个参数类型是TimerTask，这个类他继承了Runnable类，然后第二个参数是，当前程序运行多少时间执行这个任务，单位是ms

3.手搓定时器

简单介绍完java中的Timer的使用，下面我们就来模拟实现一个定时器

整体的一个思路：

1.定义任务类（TimerTask）：用来存储每一个任务的属性，如执行的时间，以及要执行的任务

2.定义一个Timer类（定时器）：每一个任务执行的先后顺序，以及执行过程中的一些细节问题

3.1定义一个TimerTask类

class TimerTask{private Runnable task;private long time;public TimerTask(Runnable task, long time) {this.task = task;this.time = time;}
}

在这个类中成员属性分别为要执行的任务，以及任务执行的时间，还有一个构造方法

3.2定义一个Timer类

class Timer{private PriorityQueue<TimerTask>queue=new PriorityQueue<>();public void schedule(Runnable task,long time){}public Timer() {Thread t=new Thread(()->{});t.start(); }}

1.在这个类中有一个优先级队列，这个是用来给各个任务执行的先后顺序进行排序的

2.schedule是用来将我们要执行的任务添加到优先级队列当中的

3.Timer（）这个构造方法，是我们在创建这个类时，他就开启了一个线程，这个线程是用来按时间执行我们队列中的任务的，如果线程中有任务他就在指定时间去执行，如果没有任务，他就阻塞等待

3.3实现schedule方法

锁对象：

  Object lock=new Object();

schedule方法： 

    public void schedule(Runnable task,long delay){synchronized (lock){TimerTask timerTask=new TimerTask(task, System.currentTimeMillis()+delay);queue.offer(timerTask);}}

1.我们实例化一个TimerTask的对象，然后将schedule的参数作为任务，以及时间传递给TimerTask的构造方法作为参数（注意的是：这里构造方法接收的时间是任务执行的时间，而schedule参数的时间是任务距离调用schedule调用时相差的时间），所以构造方法参数的时间，我们要用当前时间加上延迟的时间（获取当前时间：System.currentTimeMillis()）；

2.得到TimerTask这个对象后，我们要将这个对象添加到优先级队列当中

3.在实例化Timer时，构造方法也会启动一个线程，所以我们这是一个多线程的程序，为了保证线程安全，我们给其加上一个锁

因为我们向优先级队列中添加的是我们自定义的类，他不知道该怎么对齐进行排序，所以我们要对TimerTask这个类定义一个比较规则

 class TimerTask implements Comparable<TimerTask>{@Overridepublic int compareTo(TimerTask o) {return (int)(this.time-o.time);}
}

我们将TimerTask实现一个Comparable接口，并重写Comparaable接口里面的comparaeTo方法，又因为我们想让时间近的任务放在队首，所以我们的比较规则是为了实现一个小根堆，如果this.time-o.time是一个整数就会将小的任务放在前面，然而我们的时间是long类型，我们需要将this.time-o.time的值强转为int类型

3.4实现Timer的构造方法

3.4.1随时随地查看优先级队列中是否有任务要执行

    public Timer() {Thread t=new Thread(()->{while(true){try {synchronized (lock){while(queue.isEmpty()){lock.wait();}}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});t.start();}

1.第一个while循环是当一次任务执行完毕，再次查看队列中是否有要执行的任务

2.第二个while循环是查看队列中是否有任务，如果没有任务，我们就阻塞等待，直到schedule被调用时，我们这里的wait被唤醒，然后进行接下来的操作

3.wait一般搭配synchronized来使用保证线程安全

为了在队列为空时，向队列中添加任务后，需要将wait唤醒，所以在schedule方法中要加上notify

    public void schedule(Runnable task,long delay){synchronized (lock){TimerTask timerTask=new TimerTask(task, System.currentTimeMillis()+delay);queue.offer(timerTask);lock.notify();}}

3.4.2获取队首任务，并判断是否到执行时间

 TimerTask task=queue.peek();if(System.currentTimeMillis()<task.getTime()){lock.wait(task.getTime()-System.currentTimeMillis());}

1.获取队首任务，使用peek，而不使用poll

2.如果未到达执行时间，我们就阻塞等待任务执行时间和当前时间之间的时差

3.如果在这个阻塞等待的时间段内，使用schedule向队列中添加了一个比当前任务更早的任务，schedule中的notify会将我们这里的带时间的wait唤醒，然后重新获取队列中的队首任务

3.4.3到达执行时间执行任务

if(System.currentTimeMillis()<task.getTime()){lock.wait(task.getTime()-System.currentTimeMillis());}else {task.run();queue.poll();}

1.这里使用else，也就是当当前系统时间大于等于任务执行的时间，执行任务

2.如果不使用else，当在等待过程中，新插入一条任务，那么就会解除阻塞，执行run和poll，从而导致程序出错

task.run方法需要我们在TimerTask类中进行实现

    public void run(){task.run();}

4.整体的一个代码：

package Demo4;import java.util.PriorityQueue;class TimerTask implements Comparable<TimerTask>{private Runnable task;private long time;public TimerTask(Runnable task, long time) {this.task = task;this.time = time;}public void run(){task.run();}public long getTime() {return time;}@Overridepublic int compareTo(TimerTask o) {return (int)(this.time-o.time);}
}class Timer{private PriorityQueue<TimerTask>queue=new PriorityQueue<>();Object lock=new Object();public void schedule(Runnable task,long delay){synchronized (lock){TimerTask timerTask=new TimerTask(task, System.currentTimeMillis()+delay);queue.offer(timerTask);lock.notify();}}public Timer() {Thread t=new Thread(()->{while(true){try {synchronized (lock){while(queue.isEmpty()){lock.wait();}TimerTask task=queue.peek();if(System.currentTimeMillis()<task.getTime()){lock.wait(task.getTime()-System.currentTimeMillis());}else {
task.run();
queue.poll();}}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});t.start();}}public class Main10 {public static void main(String[] args) {Timer timer=new Timer();timer.schedule(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 3000");}},3000);timer.schedule(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 2000");}},2000);timer.schedule(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello 1000");}},1000);}
}

完结： 

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