史上最难的一道Java面试题 (分析篇)

发表于:2017-10-18 13:33

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 作者:jijs    来源:51Testing软件测试网采编

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java
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  Timer Demo
  public class ThreadTest {
      public static void main(String[] args) {
          TimerTask task1 = new TimerTask() {
              @Override
              public void run() {
                  System.out.println("task1 run ...  execute time:"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
                  try {
                      TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
          };
          
          TimerTask task2 = new TimerTask() {
              @Override
              public void run() {
                  System.out.println("task2 run ...  execute time:"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
                  try {
                      TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
          };
          
          Timer t = new Timer();
          t.schedule(task1, 0,1000);
          t.schedule(task2, 0,1000);
      }
  }
  我们定义了两个定时任务,每个定时任务的执行周期是1秒钟,每秒执行一次。
  task1 执行的时长为2秒钟, task2 执行的时长为1秒钟。
  输出结果
  task1 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:40
  task2 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:42
  task1 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:43
  task2 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:45
  task1 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:46
  task2 run ...  execute time:2017-10-16 23:02:48
  从结果来看,task1 每次执行的时间间隔为3秒钟,task2每次执行的时间间隔也为3秒钟。
  为什么会这样呢?
  缺陷一:
  因为Timer底层是使用一个单线来实现多个Timer任务处理的,所有任务都是由同一个线程来调度,所有任务都是串行执行,意味着同一时间只能有一个任务得到执行,而前一个任务的延迟或者异常会影响到之后的任务。
  task1 执行了两秒,然后发现task2也该执行了,task2执行了一秒,然后再执行task1,这样task1的时间间隔就变成3秒了。
  Timer 源码分析
  Timer 中维护了一个TaskQueue队列,存放TimerTask任务
  Timer 定义了一个线程,用于执行轮询队列中的Task任务,并执行。
  TaskQueue结构
  TaskQueue 内部维护了一个TimerTask数组。
  TimreTask数字中存放了所有的定时任务。
  TimerTask[] 数组是从下标1开始存放元素的。
  即将要执行的任务永远存放到TimerTask[1] 中,(数组中的任务顺序,是不断的调整的,每次获取完任务后都会调整一次)。
  TimerThread.mainLoop() 方法
  在Timer中定义了一个内部类 TimerThread,负责执行队列中的任务
  主要逻辑是:
  从queue中获取将要执行task1 (TimerTask[1]=task1, TimerTask[2]=task2).
  获取完成后,然后把queue的TimerTask[1] =task2,TimerTask[2]=task1
  然后执行获取的task.run()。
  缺陷二:
  因为Timer中所有的任务都是在一个线程中执行,那么如果有一个定时任务在运行时,产生未处理的异常,那么当前这个线程就会停止,那么所有的定时任务都会停止,受到影响。
  如下图:
  ScheduledExecutorService 代替 Timer
  基于上述Timer的两个致命缺陷,在以后的开发中尽可能使用ScheduledExecutorService(JDK1.5以后)替代Timer。
  ScheduledExecutorService是基于线程池的,可以开启多个线程进行执行多个任务,每个任务开启一个线程,这样就可以避免上述的两个致命缺陷。
  Timer 的 schedule 和 scheduleAtFixedRate
  1.schedule:每次执行完当前任务后,然后间隔一个period的时间再执行下一个任务,因此执行时间会不断延后。
  比如每次的任务执行时间为2秒,period时间为1秒,那么就相当于每3秒执行一次任务。
  scheduleAtFixedRate:每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个period间隔,也就是说下次执行时间相对于上一次任务开始的时间点,因此执行时间不会延后,但是存在任务并发执行的问题。
  并发问题:比如任务每间隔3秒执行一次,突然有一次任务执行了6秒钟,因为6秒钟可以执行两次任务,所以下次执行就会一下子执行两次该任务。
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