Java:定时启动线程

2008-05-03 14:16:59

这里提供两种在指定时间后启动线程的方法。一是通过java.util.concurrent.DelayQueue实现；二是通过java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor实现。
1. java.util.concurrent.DelayQueue
类DelayQueue是一个无界阻塞队列，只有在延迟期满时才能从中提取元素。它接受实现Delayed接口的实例作为元素。
<<interface>>Delayed.java

package java.util.concurrent;
import java.util.*;
public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {
long getDelay(TimeUnit unit);
}

getDelay()返回与此对象相关的剩余延迟时间，以给定的时间单位表示。此接口的实现必须定义一个 compareTo 方法，该方法提供与此接口的 getDelay 方法一致的排序。

DelayQueue队列的头部是延迟期满后保存时间最长的 Delayed 元素。当一个元素的getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一个小于等于 0 的值时，将发生到期。
2.设计带有时间延迟特性的队列
类DelayedTasker维护一个DelayQueue<DelayedTask> queue，其中DelayedTask实现了Delayed接口，并由一个内部类定义。外部类和内部类都实现Runnable接口，对于外部类来说，它的run方法是按定义的时间先后取出队列中的任务，而这些任务即内部类的实例，内部类的run方法定义每个线程具体逻辑。

这个设计的实质是定义了一个具有时间特性的线程任务列表，而且该列表可以是任意长度的。每次添加任务时指定启动时间即可。
DelayedTasker.java

package com.zj.timedtask;

import static java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS;
import static java.util.concurrent.TimeUnit.NANOSECONDS;

import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DelayedTasker implements Runnable {
    DelayQueue<DelayedTask> queue = new DelayQueue<DelayedTask>();

    public void addTask(DelayedTask e) {
       queue.put(e);
    }

    public void removeTask() {
       queue.poll();
    }

    public Collection<DelayedTask> getAllTasks() {
       return Collections.unmodifiableCollection(queue);
    }

    public int getTaskQuantity() {
       return queue.size();
    }

    public void run() {
       while (!queue.isEmpty())
           try {
              queue.take().run();
           } catch (InterruptedException e) {
              System.out.println("Interrupted");
           }
       System.out.println("Finished DelayedTask");
    }

    public static class DelayedTask implements Delayed, Runnable {
       private static int counter = 0;
       private final int id = counter++;
       private final int delta;
       private final long trigger;

       public DelayedTask(int delayInSeconds) {
           delta = delayInSeconds;
           trigger = System.nanoTime() + NANOSECONDS.convert(delta, SECONDS);
       }

       public long getDelay(TimeUnit unit) {
           return unit.convert(trigger - System.nanoTime(), NANOSECONDS);
       }

       public int compareTo(Delayed arg) {
           DelayedTask that = (DelayedTask) arg;
           if (trigger < that.trigger)
              return -1;
           if (trigger > that.trigger)
              return 1;
           return 0;
       }

       public void run() {
           //run all that you want to do
           System.out.println(this);
       }

       public String toString() {
           return "[" + delta + "s]" + "Task" + id;
       }
    }

    public static void main(String[] args) {
       Random rand = new Random();
       ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
       DelayedTasker tasker = new DelayedTasker();
       for (int i = 0; i < 10; i++)
           tasker.addTask(new DelayedTask(rand.nextInt(5)));
       exec.execute(tasker);
       exec.shutdown();
    }
}

结果：
[0s]Task 1
[0s]Task 2
[0s]Task 3
[1s]Task 6
[2s]Task 5
[3s]Task 8
[4s]Task 0
[4s]Task 4
[4s]Task 7
[4s]Task 9
Finished DelayedTask
3. java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor
该类可以另行安排在给定的延迟后运行任务（线程），或者定期（重复）执行任务。在构造子中需要知道线程池的大小。最主要的方法是：

[1] schedule

public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay,TimeUnit unit)

创建并执行在给定延迟后启用的一次性操作。
指定者：
-接口 ScheduledExecutorService 中的 schedule;
参数：
-command - 要执行的任务 ;
-delay - 从现在开始延迟执行的时间 ;
-unit - 延迟参数的时间单位 ;
返回：
-表示挂起任务完成的 ScheduledFuture，并且其 get() 方法在完成后将返回 null。

[2] scheduleAtFixedRate

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(
Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)

创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，后续操作具有给定的周期；也就是将在 initialDelay 后开始执行，然后在 initialDelay+period 后执行，接着在 initialDelay + 2 * period 后执行，依此类推。如果任务的任何一个执行遇到异常，则后续执行都会被取消。否则，只能通过执行程序的取消或终止方法来终止该任务。如果此任务的任何一个执行要花费比其周期更长的时间，则将推迟后续执行，但不会同时执行。
指定者：
-接口 ScheduledExecutorService 中的 scheduleAtFixedRate;
参数：
-command - 要执行的任务 ;
-initialDelay - 首次执行的延迟时间 ;
-period - 连续执行之间的周期 ;
-unit - initialDelay 和 period 参数的时间单位 ;
返回：
-表示挂起任务完成的 ScheduledFuture，并且其 get() 方法在取消后将抛出异常。
4.设计带有时间延迟特性的线程执行者
类ScheduleTasked关联一个ScheduledThreadPoolExcutor，可以指定线程池的大小。通过schedule方法知道线程及延迟的时间，通过shutdown方法关闭线程池。对于具体任务（线程）的逻辑具有一定的灵活性（相比前一中设计，前一种设计必须事先定义线程的逻辑，但可以通过继承或装饰修改线程具体逻辑设计）。
ScheduleTasker.java

package com.zj.timedtask;

import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduleTasker {
    private int corePoolSize = 10;
    ScheduledThreadPoolExecutor scheduler;

    public ScheduleTasker() {
       scheduler = new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }

    public ScheduleTasker(int quantity) {
       corePoolSize = quantity;
       scheduler = new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }

    public void schedule(Runnable event, long delay) {
       scheduler.schedule(event, delay, TimeUnit.SECONDS);
    }

    public void shutdown() {
       scheduler.shutdown();
    }

    public static void main(String[] args) {
       ScheduleTasker tasker = new ScheduleTasker();
       tasker.schedule(new Runnable() {
           public void run() {
              System.out.println("[1s]Task 1");
           }
       }, 1);
       tasker.schedule(new Runnable() {
           public void run() {
              System.out.println("[2s]Task 2");
           }
       }, 2);
       tasker.schedule(new Runnable() {
           public void run() {
              System.out.println("[4s]Task 3");
           }
       }, 4);
       tasker.schedule(new Runnable() {
           public void run() {
              System.out.println("[5s]Task 4");
           }
       }, 10);

       tasker.shutdown();
    }
}

结果：
[1s]Task 1
[2s]Task 2
[4s]Task 3
[5s]Task 4

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