定时器计划与scheduleAtFixedRate有何区别？

Question

public class MyTimerTask extends TimerTask{

    @Override
    public void run() {
        int i = 0; 
        try {
            Thread.sleep(100000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Run Me ~" + ++i);
        System.out.println("Test");

    }

}

Case 1 :-
    TimerTask task = new MyTimerTask();
    Timer timer = new Timer();
    timer.schedule(task, 1000,6000); // line 1
    System.out.println("End"); // here is bebug point. 

根据我理解 javadocs 中的描述，schedule() 方法应该满足每次执行都在前一个任务完成后进行调度的要求，因此我期望在第一行代码执行后会创建两个线程。

其中一个线程用于timer，它会为任务生成另一个线程。当第一个任务线程结束时，将创建另一个线程，以此类推。但是，在调试点上，我只看到与 Timer 相关的一个线程，而没有实现 Runnable 的任务线程，为什么会这样呢？

Case 2 :-

    TimerTask task = new MyTimerTask();
    Timer timer = new Timer();
    timer.scheduleAtFixedRate(task, 1000,6000); // line 1
    System.out.println("End"); // here is bebug point. 

根据我在JavaDocs中的理解，scheduleAtFixedRate()方法的期望是每次执行都相对于初始执行时间进行调度。在第一行之后应该创建大约17个线程（不必过于关注17，它可能比这多或少，但应该大于2）。

其中一个线程为timer，它应该会生成16个其他线程来对应每个任务的两个线程。首先，任务将休眠100秒，Timer应该会为下一个任务创建另一个线程，以此类推。但是在调试点上，我只看到了一个与Timer相关的线程。这里也可以看到任务的顺序执行。为什么没有17个线程呢？

更新：根据ScheduleAtFixedRate javadocs的说明，每个执行都是相对于初始执行时间进行调度的。如果由于任何原因（例如垃圾收集或其他后台活动）导致执行延迟，那么将会出现两个或更多次执行以“赶上”尚未完成的执行。那是什么意思？对我来说，这给了我这样的印象：如果第二个任务到期，即使第一个任务尚未完成，定时器也会为到期任务创建新线程。是不是这样？

- M Sach

Answer 1

Timer使用Active Object模式，因此只有一个线程被使用，并且将新任务添加到线程的任务队列中。

计时器线程跟踪其队列中的所有任务并休眠，直到下一个任务被调度。然后，它会唤醒并直接通过调用task.run()执行任务本身，这意味着它不会生成另一个线程来执行代码。

这也意味着，如果您安排两个任务在同一时间执行，那么根据Active Object模式，它们将按顺序（一个接一个）在相同的控制线程上执行。这意味着第二个任务将在其预定时间之后执行（但可能不会太久）。

现在，为了明确回答您的问题，这里是Timer.class中从262-272行此处调度下一次运行任务的逻辑：

// set when the next task should be launched
if (task.fixedRate) {
    // task is scheduled at fixed rate
    task.when = task.when + task.period;
} else {
    // task is scheduled at fixed delay
    task.when = System.currentTimeMillis()
            + task.period;
}

// insert this task into queue
insertTask(task);

task.fixedRate的值为true，如果你使用timer.scheduleAtFixedRate()方法之一，则为false，如果你使用timer.schedule()方法之一。

task.when是任务被安排运行的“时间”（ticks）。

task.period是你传递给timer.schedule*()方法的间隔。

因此，从代码中我们可以看到，如果你使用固定速率，则重复任务将相对于其首次启动而安排运行。如果你不使用固定速率，则它将相对于上次运行时安排运行（相对于固定速率漂移，除非你的任务从未延迟且执行时间少于一个tick）。

这也意味着，如果任务落后，并且它在固定速率上，则Timer会保持重新安排任务以立即执行，直到它在给定的时间段内追上应该运行的总次数。

因此，如果你有一个任务，例如ping()，你计划以固定速率每10ms运行一次，并且在ping()方法中存在暂时阻塞以导致需要20ms才能执行，则Timer将立即再次调用ping()，并且它将不断这样做，直到达到给定的速率。

- Matt Klein

Answer 2

Timer的javadoc文档指出：

每个Timer对象都对应着一个后台线程，该线程被用来顺序地执行所有计时器任务。

基本上，它维护了一个任务队列，在您安排任务时将其添加到队列中。它使用一个线程遍历队列并执行任务。

- Sotirios Delimanolis

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但是scheduleAtFixedRate和schedule有什么区别呢？根据我的例子，它们应该表现得相似吗？ - M Sach

@MSach 这在javadoc中有说明。schedule是固定延迟，而scheduleatFixedRate是固定速率。这会影响计划任务运行的时间。 - Sotirios Delimanolis

根据ScheduleAtFixedRate javadocs的说明，每次执行都相对于初始执行的计划执行时间进行调度。如果由于垃圾回收或其他后台活动而延迟执行，则会连续发生两个或多个执行以“赶上”。这是什么意思？对我来说，这给人的印象是，如果第二个任务到期，即使第一个任务尚未完成，定时器也会为到期任务创建新线程。是吗？ - M Sach

@MSach，除 Timer 线程外，没有其他线程。任务在队列中。如果存在延迟，则在执行之间等待的时间将更短。 - Sotirios Delimanolis

@MSach，也就是说，在固定速率的情况下。在固定延迟的情况下，下一次执行将在延迟之后发生。 - Sotirios Delimanolis

Answer 3

定时器类会为每个实例创建一个线程，并且该线程会执行所有已安排的任务计划Timer#schedule或Timer#scheduleAtFixRate。
因此，正如您所观察到的，定时器只创建一个线程。

如果一个任务在前面的任务完成之前开始，那么后续的任务将等待前一任务完成后才开始。

因此，即使前一个任务没有完成并且下一个任务需要开始的时间已经到了，定时器也“从不”创建另一个线程。

因此，我建议您：
如果您想按时安排任务并执行任务，无论前面的任务是否已完成，请使用ScheduledThreadPoolExecutor而不是Timer。

即使您不想这样做，使用ScheduledThreadPoolExecutor比使用Timer更好，因为首先，由Timer计划的任务如果有一个任务抛出RuntimeException或Error，则永远不会完成。

- t_ozawa

Answer 4

日程安排如果开始时间已过，则不会执行错过的任务。 scheduleAtFixedRate如果开始时间已过，则会执行错过的任务。对于错过的任务，其开始时间将基于上一个任务的结束时间进行计算。当错过的任务完全执行后，新的正常任务的开始时间将基于上一个任务的开始时间进行计算。

BR Sanchez

- Sanchelz