如何在Java中实现有效的超时处理

Question

有`n`个对象执行某些操作。在执行操作后，会更新时间戳。现在我想要实现一个超时线程，验证时间戳是否比例如60秒更旧。

我的第一个解决方案是使用一个线程（while循环+休眠），它持有包括最后时间戳的所有对象列表。现在我遇到了一个问题，即线程需要花费59秒加上休眠时间才能决定超时的最坏情况。

我正在寻找像计时器这样的解决方案，其中可以更新延迟时间。

有什么想法吗？

- stormsam

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我很难理解你的逻辑。你能否展示一段样例代码来说明你想要做什么？ - Muhammad Gelbana

有些东西让我觉得你想要监视一些线程的“工作完成”事件。你可以使用 CountDownLatch 来实现这个目的。 - gkuzmin

当一个对象在时间内完成时会发生什么？而当它们没有完成时会发生什么？您让它们继续吗？还是它们需要停止？有几个选项。您可以在问题中添加您的目标，以获得最佳解决方案。 - maasg

另外澄清一下：当你说“有n个对象执行某些操作…”时，我猜你的意思是“n个线程…”吧？ - maasg

Answer 1

我认为使用带有wait/notify的监视器对象是合理的（如果您使用JDK >= 5，则可以使用await/signal与Condition）。

思路很简单：

工作线程：

doYourActualWork();
synchronized(jobFinishedMonitor) {
    updateTimestamp();

    jobFinishedMonitor.notify();
}

超时线程：

synchronized(jobFinishedMonitor) {
    while(within60Second(timestamp)) {
        jobFinishedMonitor.wait(60);
    }
    if (within60Second(timestamp)) {
        timeoutHappened=true;
    }
 }
 if (timeoutHappened) {
     // do timeout handling
 }

- Adrian Shum

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应该使用 wait(60_000) 来等待 60 秒。 - Sina Madani

Answer 2

关于这个问题，不清楚您想要如何使用超时。这里给您提供两种实现轻量级超时的选项：监控和控制。 监控超时 对于全局计时器，您可以使用JDK中的Timer工具：

public TimeoutTask implements TimerTask {
    List<MonitorableObject>  objects;
    public TimeoutTask(List<MonitorableObject> objects) {
        // make sure you can share this collection concurrently, 
        // e.g. copyonwritearraylist
        this.objects = objects;
    }
    public void run() {
       // objects -> filter(isTimeOut(currentTime)) -> do something
    }
}

Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimeoutTask(myObjectList), 0,60*1000); // repeat each 60secs

可以使用 ScheduledExecutorService 实现类似的构造：

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(1);
// Note that I can use here TimeoutTask b/c TimerTask is a Runnable - 
// this is just for the example. You'd better implement a plain runnable.
scheduler.schedule(new TimeoutTask(myObjectList), 60, TimeUnit.SECONDS); 

我更喜欢使用ScheduledExecutorService而不是Timer，因为SchedulerExecutor可以持有线程池。此外，底层线程池可以用于调用scheduledExecutorService.execute(...)进行立即并发执行（非计划），使其成为通用执行器设施，而不是专用定时器功能。

在两种情况下，您都需要特别注意安全地从您正在监视的对象中获取超时值。通常，您将使用对象中的同步方法来询问其超时状态。

强制超时

ExecutorService为您提供了一个API，以在给定的超时时间内执行一组任务。例如：

List<Callable<?>> myTasks = ...;
// populate myTasks with Callable`s that wrap your intended execution

ExecutorService executorService = ... ;

List<Future<?>> results = executorService.invokeAll(myTasks, 60, TimeUnit.SECONDS);

在此方法返回后，您可以在给定的时间内询问每个Future是否成功。

- maasg

Answer 3

每次更新时间戳时中断线程。然后它将循环，找不到要做的事情，睡眠，并且如果时间戳没有发生其他变化，则过期。如果第二次被中断，那就更好了。并且在任何时候，它都不应该睡眠超过60减去（当前时间减去最旧的时间戳）的时间。

- user207421