Java并发39:Executor系列--ScheduleExecutorService接口学习笔记

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本章主要学习ScheduleExecutorService接口。

1.ScheduleExecutorService接口概述

@since 1.5

ScheduledExecutorService继承自ExecutorService，它可以在给定延时之后调度任务，也可以以指定的周期调度任务。

schedule()方法可以创建含有延时(delays)变量的任务，然后返回一个可以用于取消或检查运行状态的Future对象。

scheduleAtFixedRate()方法和scheduleWithFixedDelay()方法可以创建并运行定期运行的任务。

通过Executor#execute(Runnable)方法和ExecutorService.submit()方法提交的命令会作为零延时(delay=0)的任务被调度。

在调用schedule()方法时，如果传递0或者负值的延时参数，这些任务将被当做立刻执行的任务。

所有的schedule()方法都接收相对延时和周期作为参数，但是并不接受绝对时间或者绝对日期。

将java.util.Date表示的绝对日期转换成一个绝对日期是一件很简单的事情。

例如，计划在将来的某个时刻执行任务，你可以这么做：

schedule(task, date.getTime() - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);

但是需要注意，由于时间同步协议、时钟漂移或其他因素，相对延时的到期时间未必与预期的Date时间一致。

Executors工具类提供了方便的工厂方法用于实现ScheduledExecutorService。

示例

下面这个类的beepForAnHour方法启动了一个ScheduledExecutorService服务，这个服务每个小时内有10秒发出哔哔哔的声音。

import static java.util.concurrent.TimeUnit.*;
class BeeperControl {private final ScheduledExecutorService scheduler =Executors.newScheduledThreadPool(1);public void beepForAnHour() {final Runnable beeper = new Runnable() {public void run() {System.out.println("beep");}};final ScheduledFuture<?> beeperHandle =scheduler.scheduleAtFixedRate(beeper, 10, 10, SECONDS);scheduler.schedule(new Runnable() {public void run() {beeperHandle.cancel(true);}}, 60 * 60, SECONDS);}
}

2.Executor、ExecutorService与ScheduleExecutorService

下面对Executor、ExecutorService和ScheduleExecutorService三个接口的特性进行简单的说明：

Executor
- 执行Runnable接口：execute
ExecutorService
- 执行Runnable接口：execute
- 手动关闭：shutdown、shutdownNow
- 执行Future和Callable接口：submit、invokeAll、invokeAny
ScheduleExecutorService
- 执行Runnable接口：execute
- 手动关闭：shutdown、shutdownNow
- 执行Future和Callable接口：submit、invokeAll、invokeAny
- 延时调度、周期调度：schedule、scheduleWithFixedDelay、scheduleAtFixedRate

3.ScheduleExecutorService方法说明

ScheduleExecutorService的延时调度、周期调度相关方法如下：

1.schedule(Runnable command,long delay, TimeUnit unit)

在一定延时(delay)之后，运行Runnable任务。
此任务只运行一次。

2.schedule(Callable callable,long delay, TimeUnit unit)

在一定延时(delay)之后，运行Callable任务。
此任务只运行一次。

3.scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit)

在一定延时(initialDelay)之后，开始周期性的运行Runnable任务。
周期性：上一次任务执行完成之后，等待一段时间(delay)，然后开始下一次任务。

4.scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)

在一定延时(initialDelay)之后，开始周期性的运行Runnable任务。
周期性：每过一段时间(period)，就开始运行一次Runnable任务。
如果任务的执行时间大于等待周期(period)：
- 上一次任务执行完成之后，立即开始下一次任务。
- 也就是说：每过一段时间(任务执行时间)，就开始运行一次Runnable任务。

4.实例练习

练习目的：掌握延时调度任务和周期调度任务的方法的用法。

练习内容：

分别实现以下调度任务：
方式1：通过schedule方法实现：2秒之后打印系统时间。
方式2：通过scheduleWithFixedDelay方法实现：5秒之后开始周期性的打印系统时间，连续两次打印间隔为3秒(delay)，每次打印耗时2秒。
方式3：通过scheduleAtFixedRate方法实现：5秒之后开始周期性的打印系统时间，每3秒(period)打印一次，每次打印耗时2秒。
方式3：通过scheduleAtFixedRate方法实现：5秒之后开始周期性的打印系统时间，每2秒(period)打印一次，每次打印耗时3秒。

实例代码：

/*** <p>ScheduleExecutorService</p>** @author hanchao 2018/4/5 12:50**/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {/*Executor                    执行Runnable接口ExecutorService             执行Runnable接口、手动关闭、执行Future和Callable接口(单个、任一、批量)ScheduleExecutorService     执行Runnable接口、手动关闭、执行Future和Callable接口(单个、任一、批量)、延时执行Runnable接口和Callable接口、周期执行Runnable接口（2种方式）*/ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);/*0   schedule                延时执行Runnable和延时执行Callable   执行一次1   scheduleWithFixedDelay  周期性的延时执行Runnable接口      上一次任务结束和下一次任务开始之间的时间间隔是固定的=delay2   scheduleAtFixedRate     周期性的等速率执行Runnable接口     上一次任务开始和下一次任务开始之间的时间间隔是固定的=period3   scheduleAtFixedRate     周期性的等速率执行Runnable接口     如果任务执行时间大于period，则上一次任务结束之后，立即开始下一次任务;即period=任务执行时间*/int type = 0;switch (type) {case 0://延时执行Runnable接口LOGGER.info("延时执行Runnable接口 : " + System.currentTimeMillis());scheduledExecutorService.schedule(() -> {LOGGER.info("2秒之后 : " + System.currentTimeMillis());}, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);Thread.sleep(2500);//延时执行Callable接口System.out.println();LOGGER.info("延时执行Callable接口 : " + System.currentTimeMillis());ScheduledFuture scheduledFuture = scheduledExecutorService.schedule(() -> {return System.currentTimeMillis();}, 2, TimeUnit.SECONDS);LOGGER.info("2秒之后 ：" + scheduledFuture.get());//等待多长时间Thread.sleep(1000);break;case 1://周期性的延时执行//初始延时long initDelay = 5000;//延时long delay = 3000;LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 ： " + System.currentTimeMillis());//周期性的延时执行scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(() -> {int number = RandomUtils.nextInt(1000, 3000);LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 [" + number + "]开始运行 ： " + System.currentTimeMillis());//模拟运行try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 [" + number + "]结束运行 ： " + System.currentTimeMillis());}, initDelay, delay, TimeUnit.MILLISECONDS);//等待多长时间Thread.sleep(20000);break;case 2://初始延时long initDelay1 = 5000;//执行周期long period = 3000;LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 ： " + System.currentTimeMillis());//周期性的执行scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {int number = RandomUtils.nextInt(1000, 3000);LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 [" + number + "]开始运行 ： " + System.currentTimeMillis());//模拟运行try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
//                    LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 [" + number + "]结束运行 ： " + System.currentTimeMillis());}, initDelay1, period, TimeUnit.MILLISECONDS);//等待多长时间Thread.sleep(20000);break;case 3://初始延时long initDelay2 = 5000;//执行周期long period1 = 2000;LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 ： " + System.currentTimeMillis());//周期性的执行scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {int number = RandomUtils.nextInt(1000, 3000);LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 [" + number + "]开始运行 ： " + System.currentTimeMillis());//模拟运行try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}LOGGER.info("周期性的延时执行Runnable接口 [" + number + "]结束运行 ： " + System.currentTimeMillis());}, initDelay2, period1, TimeUnit.MILLISECONDS);//等待多长时间Thread.sleep(20000);break;default:break;}//如果没关闭，则关闭if (!scheduledExecutorService.isShutdown()) {scheduledExecutorService.shutdown();}
}

type=0时，调用schedule，执行结果：

2018-04-06 16:26:18 INFO - 延时执行Runnable接口 : 1523003178598
2018-04-06 16:26:20 INFO - 2秒之后 : 15230031806442018-04-06 16:26:21 INFO - 延时执行Callable接口 : 1523003181144
2018-04-06 16:26:23 INFO - 2秒之后 ：1523003183146

无论是Runnable还是Callable任务，都只是执行了一次。

type=1时，调用scheduleWithFixedDelay，执行结果：

2018-04-06 16:30:24 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 ： 1523003424210
2018-04-06 16:30:29 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [1513]开始运行 ： 1523003429281
2018-04-06 16:30:31 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [1513]结束运行 ： 1523003431281
2018-04-06 16:30:34 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2579]开始运行 ： 1523003434282
2018-04-06 16:30:36 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2579]结束运行 ： 1523003436282
2018-04-06 16:30:39 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2347]开始运行 ： 1523003439283
2018-04-06 16:30:41 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2347]结束运行 ： 1523003441284

上一次任务结束 与 下一次任务开始 的间隔 = delay = 3秒

type=2时，调用scheduleAtFixedRate，执行结果：

2018-04-06 16:33:48 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 ： 1523003628760
2018-04-06 16:33:53 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2601]开始运行 ： 1523003633808
2018-04-06 16:33:56 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2189]开始运行 ： 1523003636804
2018-04-06 16:33:59 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2071]开始运行 ： 1523003639804
2018-04-06 16:34:02 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2399]开始运行 ： 1523003642803
2018-04-06 16:34:05 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [1743]开始运行 ： 1523003645803
2018-04-06 16:34:08 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2351]开始运行 ： 1523003648804

上一次任务开始 与 下一次任务开始 的间隔 = delay = 3秒

type=3时，调用scheduleAtFixedRate，执行结果：

2018-04-06 16:35:04 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 ： 1523003704193
2018-04-06 16:35:09 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [1614]开始运行 ： 1523003709250
2018-04-06 16:35:12 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [1614]结束运行 ： 1523003712250
2018-04-06 16:35:12 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2846]开始运行 ： 1523003712250
2018-04-06 16:35:15 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2846]结束运行 ： 1523003715251
2018-04-06 16:35:15 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2760]开始运行 ： 1523003715252
2018-04-06 16:35:18 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2760]结束运行 ： 1523003718253
2018-04-06 16:35:18 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2262]开始运行 ： 1523003718253
2018-04-06 16:35:21 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2262]结束运行 ： 1523003721255
2018-04-06 16:35:21 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2565]开始运行 ： 1523003721255
2018-04-06 16:35:24 INFO - 周期性的延时执行Runnable接口 [2565]结束运行 ： 1523003724256

因为任务的执行时间(3秒)大于开始任务的周期period(2秒)，所以：

上一次任务开始 与 下一次任务开始 的间隔时间 = 任务执行时间
上一次任务结束 与 下一次任务开始 的间隔 0 秒