面试突击34：如何使用线程池执行定时任务？ - 哈喽比特

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在 Java 语言中，有两个线程池可以执行定时任务：ScheduledThreadPool 和 SingleThreadScheduledExecutor，其中 SingleThreadScheduledExecutor 可以看做是 ScheduledThreadPool 的单线程版本，它的用法和 ScheduledThreadPool 是一样的，所以本文重点来看 ScheduledThreadPool 线程池的使用。ScheduledThreadPool 执行定时任务的方法有以下 3 个：

使用 schedule 方法执行定时任务，只执行一次定时任务。
使用 scheduleAtFixedRate 方法执行定时任务，执行多次定时任务。
使用 scheduleWithFixedDelay 方法执行定时任务，执行多次定时任务。

接下来我们看这 3 个方法的具体使用和区别。

1.schedule

schedule 方法只能执行一次定时任务，它需要传递 3 个参数：

第 1 个参数：传递一个任务，Runnable 或 Callable 对象；
第 2 个参数：添加定时任务后，再过多久开始执行定时任务；
第 3 个参数：时间单位，配合参数 2 一起使用。

下面我们创建一个 3 秒以后执行的定时任务：

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建 ScheduledThreadPool 线程池
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        System.out.println("schedule 方法添加任务：" + LocalDateTime.now());
        threadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("执行 schedule 方法：" + LocalDateTime.now());
            }
        }, 3, TimeUnit.SECONDS); // 3s 之后执行

        // 以下代码是给业务方法一个时间对照信息
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10); // 休眠 10s
        System.out.println("当前时间：" + LocalDateTime.now());
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示：从上述结果中可以看出，使用 schedule 方法只能执行一次定时任务。

2.scheduleAtFixedRate

scheduleAtFixedRate 方法可以执行多次定时任务，此方法需要 4 个参数：

第 1 个参数：传递一个任务，Runnable 或 Callable 对象；
第 2 个参数：添加定时任务后，再过多久开始执行定时任务；
第 3 个参数：定时任务执行的时间间隔；
第 4 个参数：时间单位，配合参数 2 和参数 3 一起使用。

下面我们创建一个 3 秒后执行的定时任务，每个定时任务执行的时间间隔为 2 秒，实现代码如下：

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建 ScheduledThreadPool 线程池
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        System.out.println("scheduleAtFixedRate 方法添加任务：" + LocalDateTime.now());
        threadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
                                           @Override
                                           public void run() {
                                               System.out.println("执行 scheduleAtFixedRate 方法：" + LocalDateTime.now());
                                               // 休眠 2s
                                               try {
                                                   TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                                               } catch (InterruptedException e) {
                                                   e.printStackTrace();
                                               }
                                           }
                                       },
                3L, // 3s 后开始执行定时任务
                2L, // 定时任务的执行间隔为 2s
                TimeUnit.SECONDS); // 描述上面两个参数的时间单位
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示：从上述结果可以看出，当任务添加成功之后，3s 后开始执行第一个定时任务，之后每隔 2s 执行一次定时任务。

3.scheduleWithFixedDelay

scheduleWithFixedDelay 方法的使用和 scheduleAtFixedRate 类似，但执行效果完全不同，这个很容易理解如果效果一样就不用创建两个方法了。scheduleWithFixedDelay 方法是在方法执行完成之后，再隔 N 秒执行下一个定时任务，和 scheduleAtFixedRate 的固定时间执行不同，scheduleWithFixedDelay 方法的执行受定时任务执行的时长影响，比如以下代码：

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建 ScheduledThreadPool 线程池
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        System.out.println("scheduleWithFixedDelay 方法添加任务：" + LocalDateTime.now());
        threadPool.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
                                              @Override
                                              public void run() {
                                                  System.out.println("执行 scheduleWithFixedDelay 方法：" + LocalDateTime.now());
                                                  // 休眠 2s
                                                  try {
                                                      TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                                                  } catch (InterruptedException e) {
                                                      e.printStackTrace();
                                                  }
                                              }
                                          },
                3L, // 3s 后开始执行定时任务
                2L, // 定时任务执行完 2s 之后，再执行下一个定时任务
                TimeUnit.SECONDS); // 描述上面两个参数的时间单位
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示：从上述结果可以看出，定时任务在 3s 之后开始执行，以后每隔 4s 执行一次，这 4s 包含了，定时任务执行花费的 2s，加上每隔 2s 执行一次的时间间隔，也就是说 scheduleWithFixedDelay 是在任务执行完 N 秒之后，再执行下一次定时任务。

总结

线程池执行定时任务的实现方法有 3 个：

使用 schedule 方法执行定时任务，只执行一次定时任务。
使用 scheduleAtFixedRate 方法执行定时任务，执行多次定时任务，它的执行时间间隔是固定的，不受定时任务执行时长影响（定时任务时间间隔 > 任务执行时间）。
使用 scheduleWithFixedDelay 方法执行定时任务，执行多次定时任务，它是在定时任务执行完之后，再隔 N 秒开始执行下一次定时任务，它的执行时间受定时任务执行时长影响。