解析Java中的定时器及使用定时器制作dd球游戏的示例

概述 在我们编程过程中如果需要执行一些简单的定时任务，无须做复杂的控制，我们可以考虑使用JDK中的Timer定时任务来实现。下面LZ就其原理、实例以及Timer缺陷三个方面来解析javaTimer定时器。

  在我们编程过程中如果需要执行一些简单的定时任务，无须做复杂的控制，我们可以考虑使用JDK中的Timer定时任务来实现。下面LZ就其原理、实例以及Timer缺陷三个方面来解析java Timer定时器。

一、简介
      在java中一个完整定时任务需要由Timer、TimerTask两个类来配合完成。 API中是这样定义他们的，Timer：一种工具，线程用其安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次，或者定期重复执行。由TimerTask：Timer 安排为一次执行或重复执行的任务。我们可以这样理解Timer是一种定时器工具，用来在一个后台线程计划执行指定任务，而TimerTask一个抽象类，它的子类代表一个可以被Timer计划的任务。
Timer类
      在工具类Timer中，提供了四个构造方法，每个构造方法都启动了计时器线程，同时Timer类可以保证多个线程可以共享单个Timer对象而无需进行外部同步，所以Timer类是线程安全的。但是由于每一个Timer对象对应的是单个后台线程，用于顺序执行所有的计时器任务，一般情况下我们的线程任务执行所消耗的时间应该非常短，但是由于特殊情况导致某个定时器任务执行的时间太长，那么他就会“独占”计时器的任务执行线程，其后的所有线程都必须等待它执行完，这就会延迟后续任务的执行，使这些任务堆积在一起，具体情况我们后面分析。
      当程序初始化完成Timer后，定时任务就会按照我们设定的时间去执行，Timer提供了schedule方法，该方法有多中重载方式来适应不同的情况，如下：
      schedule(TimerTask task,Date time)：安排在指定的时间执行指定的任务。
      schedule(TimerTask task,Date firstTime,long period) ：安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定延迟执行。
      schedule(TimerTask task,long delay) ：安排在指定延迟后执行指定的任务。
      schedule(TimerTask task,long delay,long period) ：安排指定的任务从指定的延迟后开始进行重复的固定延迟执行。
      同时也重载了scheduleAtFixedrate方法，scheduleAtFixedrate方法与schedule相同，只不过他们的侧重点不同，区别后面分析。
      scheduleAtFixedrate(TimerTask task,long period)：安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定速率执行。
      scheduleAtFixedrate(TimerTask task,long period)：安排指定的任务在指定的延迟后开始进行重复的固定速率执行。
TimerTask
      TimerTask类是一个抽象类，由Timer 安排为一次执行或重复执行的任务。它有一个抽象方法run()方法，该方法用于执行相应计时器任务要执行的 *** 作。因此每一个具体的任务类都必须继承TimerTask，然后重写run()方法。
      另外它还有两个非抽象的方法：
      boolean cancel()：取消此计时器任务。
      long scheduledExecutionTime()：返回此任务最近实际执行的安排执行时间。

二、实例
2.1、指定延迟时间执行定时任务

public class TimerTest01 {  Timer timer;  public TimerTest01(int time){   timer = new Timer();   timer.schedule(new TimerTaskTest01(),time * 1000);  }    public static voID main(String[] args) {   System.out.println("timer begin....");   new TimerTest01(3);  } }  public class TimerTaskTest01 extends TimerTask{   public voID run() {   System.out.println("Time's up!!!!");  } } 

运行结果：

首先打印：

timer begin.... 

 
3秒后打印：

Time's up!!!! 

2.2、在指定时间执行定时任务

public class TimerTest02 {  Timer timer;    public TimerTest02(){   Date time = getTime();   System.out.println("指定时间time=" + time);   timer = new Timer();   timer.schedule(new TimerTaskTest02(),time);  }    public Date getTime(){   Calendar calendar = Calendar.getInstance();   calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY,11);   calendar.set(Calendar.MINUTE,39);   calendar.set(Calendar.SECOND,00);   Date time = calendar.getTime();      return time;  }    public static voID main(String[] args) {   new TimerTest02();  } }  public class TimerTaskTest02 extends TimerTask{   @OverrIDe  public voID run() {   System.out.println("指定时间执行线程任务...");  } } 

当时间到达11:39:00时就会执行该线程任务，当然大于该时间也会执行！！执行结果为：

指定时间time=Tue Jun 10 11:39:00 CST 2014 指定时间执行线程任务... 

2.3、在延迟指定时间后以指定的间隔时间循环执行定时任务

public class TimerTest03 {  Timer timer;    public TimerTest03(){   timer = new Timer();   timer.schedule(new TimerTaskTest03(),1000,2000);  }    public static voID main(String[] args) {   new TimerTest03();  } }  public class TimerTaskTest03 extends TimerTask{   @OverrIDe  public voID run() {   Date date = new Date(this.scheduledExecutionTime());   System.out.println("本次执行该线程的时间为：" + date);  } } 

运行结果:

本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:47 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:49 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:51 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:53 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:55 CST 2014 本次执行该线程的时间为：Tue Jun 10 21:19:57 CST 2014 ................. 

      对于这个线程任务,如果我们不将该任务停止,他会一直运行下去。
      对于上面三个实例，LZ只是简单的演示了一下，同时也没有讲解scheduleAtFixedrate方法的例子，其实该方法与schedule方法一样！
2.4、分析schedule和scheduleAtFixedrate
（1）schedule(TimerTask task,Date time)、schedule(TimerTask task,long delay)
      对于这两个方法而言，如果指定的计划执行时间scheduledExecutionTime<= systemCurrentTime，则task会被立即执行。scheduledExecutionTime不会因为某一个task的过度执行而改变。
（2）schedule(TimerTask task,long period)、schedule(TimerTask task,long period)
      这两个方法与上面两个就有点儿不同的，前面提过Timer的计时器任务会因为前一个任务执行时间较长而延时。在这两个方法中，每一次执行的task的计划时间会随着前一个task的实际时间而发生改变，也就是scheduledExecutionTime(n+1)=realExecutionTime(n)+periodTime。也就是说如果第n个task由于某种情况导致这次的执行时间过程，最后导致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，这是第n+1个task并不会因为到时了而执行，他会等待第n个task执行完之后再执行，那么这样势必会导致n+2个的执行实现scheduledExecutionTime放生改变即scheduledExecutionTime(n+2) = realExecutionTime(n+1)+periodTime。所以这两个方法更加注重保存间隔时间的稳定。
（3）scheduleAtFixedrate(TimerTask task,long period)、scheduleAtFixedrate(TimerTask task,long period)
      在前面也提过scheduleAtFixedrate与schedule方法的侧重点不同，schedule方法侧重保存间隔时间的稳定，而scheduleAtFixedrate方法更加侧重于保持执行频率的稳定。为什么这么说，原因如下。在schedule方法中会因为前一个任务的延迟而导致其后面的定时任务延时，而scheduleAtFixedrate方法则不会，如果第n个task执行时间过长导致systemCurrentTime>= scheduledExecutionTime(n+1)，则不会做任何等待他会立即执行第n+1个task，所以scheduleAtFixedrate方法执行时间的计算方法不同于schedule，而是scheduledExecutionTime(n)=firstExecuteTime +n*periodTime，该计算方法永远保持不变。所以scheduleAtFixedrate更加侧重于保持执行频率的稳定。

三、Timer的缺陷
3.1、Timer的缺陷
      Timer计时器可以定时（指定时间执行任务）、延迟（延迟5秒执行任务）、周期性地执行任务（每隔个1秒执行任务），但是，Timer存在一些缺陷。首先Timer对调度的支持是基于绝对时间的，而不是相对时间，所以它对系统时间的改变非常敏感。其次Timer线程是不会捕获异常的，如果TimerTask抛出的了未检查异常则会导致Timer线程终止，同时Timer也不会重新恢复线程的执行，他会错误的认为整个Timer线程都会取消。同时，已经被安排单尚未执行的TimerTask也不会再执行了，新的任务也不能被调度。故如果TimerTask抛出未检查的异常，Timer将会产生无法预料的行为。
（1）Timer管理时间延迟缺陷
      前面Timer在执行定时任务时只会创建一个线程任务，如果存在多个线程，若其中某个线程因为某种原因而导致线程任务执行时间过长，超过了两个任务的间隔时间，会发生一些缺陷：

public class TimerTest04 {  private Timer timer;  public long start;     public TimerTest04(){   this.timer = new Timer();   start = System.currentTimeMillis();  }    public voID timerOne(){   timer.schedule(new TimerTask() {    public voID run() {     System.out.println("timerOne invoked,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));     try {      Thread.sleep(4000); //线程休眠3000     } catch (InterruptedException e) {      e.printstacktrace();     }    }   },1000);  }    public voID timerTwo(){   timer.schedule(new TimerTask() {    public voID run() {     System.out.println("timerOne invoked,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));    }   },3000);  }    public static voID main(String[] args) throws Exception {   TimerTest04 test = new TimerTest04();      test.timerOne();   test.timerTwo();  } } 

      按照我们正常思路，timerTwo应该是在3s后执行，其结果应该是：

timerOne invoked,the time:1001 timerOne invoked,the time:3001 

      但是事与愿违，timerOne由于sleep(4000)，休眠了4S，同时Timer内部是一个线程，导致timeOne所需的时间超过了间隔时间，结果：

timerOne invoked,the time:1000 timerOne invoked,the time:5000 

 
（2）Timer抛出异常缺陷
如果TimerTask抛出RuntimeException，Timer会终止所有任务的运行。如下：

public class TimerTest04 {  private Timer timer;    public TimerTest04(){   this.timer = new Timer();  }    public voID timerOne(){   timer.schedule(new TimerTask() {    public voID run() {     throw new RuntimeException();    }   },1000);  }    public voID timerTwo(){   timer.schedule(new TimerTask() {        public voID run() {     System.out.println("我会不会执行呢？？");    }   },1000);  }    public static voID main(String[] args) {   TimerTest04 test = new TimerTest04();   test.timerOne();   test.timerTwo();  } } 

运行结果：timerOne抛出异常，导致timerTwo任务终止。

Exception in thread "Timer-0" java.lang.RuntimeException  at com.chenssy.timer.TimerTest04.run(TimerTest04.java:25)  at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:555)  at java.util.TimerThread.run(Timer.java:505) 

对于Timer的缺陷，我们可以考虑 ScheduledThreadPoolExecutor 来替代。Timer是基于绝对时间的，对系统时间比较敏感，而ScheduledThreadPoolExecutor 则是基于相对时间；Timer是内部是单一线程，而ScheduledThreadPoolExecutor内部是个线程池，所以可以支持多个任务并发执行。
3.2、用scheduledexecutorservice替代Timer
（1）解决问题一：

public class ScheduledExecutorTest {  private scheduledexecutorservice scheduExec;    public long start;    ScheduledExecutortest(){   this.scheduExec = Executors.newScheduledThreadPool(2);   this.start = System.currentTimeMillis();  }    public voID timerOne(){   scheduExec.schedule(new Runnable() {    public voID run() {     System.out.println("timerOne,the time:" + (System.currentTimeMillis() - start));     try {      Thread.sleep(4000);     } catch (InterruptedException e) {      e.printstacktrace();     }    }   },TimeUnit.MILliSECONDS);  }    public voID timerTwo(){   scheduExec.schedule(new Runnable() {    public voID run() {     System.out.println("timerTwo,2000,TimeUnit.MILliSECONDS);  }    public static voID main(String[] args) {   ScheduledExecutorTest test = new ScheduledExecutortest();   test.timerOne();   test.timerTwo();  } } 

运行结果：

timerOne,the time:1003 timerTwo,the time:2005 

（2）解决问题二

public class ScheduledExecutorTest {  private scheduledexecutorservice scheduExec;    public long start;    ScheduledExecutortest(){   this.scheduExec = Executors.newScheduledThreadPool(2);   this.start = System.currentTimeMillis();  }    public voID timerOne(){   scheduExec.schedule(new Runnable() {    public voID run() {     throw new RuntimeException();    }   },TimeUnit.MILliSECONDS);  }    public voID timerTwo(){   scheduExec.scheduleAtFixedrate(new Runnable() {    public voID run() {     System.out.println("timerTwo invoked .....");    }   },500,TimeUnit.MILliSECONDS);  }    public static voID main(String[] args) {   ScheduledExecutorTest test = new ScheduledExecutortest();   test.timerOne();   test.timerTwo();  } } 

运行结果：

timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... timerTwo invoked ..... ........................ 

四、使用定时器实现dd球
模拟书上的一个例题做了一个dd球，是在画布上的指定位置画多个圆，经过一段的延时后，在附近位置重新画。使球看起来是动，通过Jspinner组件调节延时，来控制dd球的移动速度.
        BallsCanvas.java

public class BallsCanvas extends Canvas implements ActionListener,FocusListener {   private Ball balls[]; // 多个球  private Timer timer;   private static class Ball {   int x,y; // 坐标   color color; // 颜色   boolean up,left; // 运动方向    Ball(int x,int y,color color) {    this.x = x;    this.y = y;    this.color = color;    up = left = false;   }  }   public BallsCanvas(color colors[],int delay) { // 初始化颜色、延时   this.balls = new Ball[colors.length];   for (int i = 0,x = 40; i < colors.length; i++,x += 40) {    balls[i] = new Ball(x,x,colors[i]);   }   this.addFocusListener(this);   timer = new Timer(delay,this); // 创建定时器对象，delay指定延时   timer.start();   }   // 设置延时  public voID setDelay(int delay) {   timer.setDelay(delay);  }   // 在canvas上面作画  public voID paint(Graphics g) {   for (int i = 0; i < balls.length; i++) {    g.setcolor(balls[i].color); // 设置颜色    balls[i].x = balls[i].left ? balls[i].x - 10 : balls[i].x + 10;    if (balls[i].x < 0 || balls[i].x >= this.getWIDth()) { // 到水平方向更改方向     balls[i].left = !balls[i].left;    }     balls[i].y = balls[i].up ? balls[i].y - 10 : balls[i].y + 10;    if (balls[i].y < 0 || balls[i].y >= this.getHeight()) { // 到垂直方向更改方向     balls[i].up = !balls[i].up;    }    g.filloval(balls[i].x,balls[i].y,20,20); // 画指定直径的圆   }  }   // 定时器定时执行事件  @OverrIDe  public voID actionPerformed(ActionEvent e) {   repaint(); // 重画  }   // 获得焦点  @OverrIDe  public voID focusGained(FocusEvent e) {   timer.stop(); // 定时器停止   }   // 失去焦点  @OverrIDe  public voID focusLost(FocusEvent e) {   timer.restart(); // 定时器重启动   } } 

BallsJFrame.java

class BallsJFrame extends JFrame implements changelistener {    private BallsCanvas ball;   private Jspinner spinner;    public BallsJFrame() {    super("dd球");    this.setBounds(300,200,480,360);    this.setDefaultCloSEOperation(EXIT_ON_CLOSE);    color colors[] = { color.red,color.green,color.blue,color.magenta,color.cyan };    ball = new BallsCanvas(colors,100);    this.getContentPane().add(ball);     JPanel panel = new JPanel();    this.getContentPane().add(panel,"South");    panel.add(new JLabel("Delay"));    spinner = new Jspinner();    spinner.setValue(100);    panel.add(spinner);    spinner.addchangelistener(this);    this.setVisible(true);   }    @OverrIDe   public voID stateChanged(ChangeEvent e) {    // 修改Jspinner值时，单击Jspinner的Up或者down按钮时，或者在Jspinner中按Enter键    ball.setDelay(Integer.parseInt("" + spinner.getValue()));    }   public static voID main(String[] args) {   new BallsJFrame();  }  } 

效果如下：

总结

以上是内存溢出为你收集整理的解析Java中的定时器及使用定时器制作dd球游戏的示例全部内容，希望文章能够帮你解决解析Java中的定时器及使用定时器制作dd球游戏的示例所遇到的程序开发问题。

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