新的起點(diǎn) 新的開始

所 有類型的 Java 應(yīng)用程序一般都需要計(jì)劃重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)。企業(yè)應(yīng)用程序需要計(jì)劃每日的日志或者晚間批處理過程。一個(gè) J2SE 或者 J2ME 日歷應(yīng)用程序需要根據(jù)用戶的約定計(jì)劃鬧鈴時(shí)間。不過，標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)度類 Timer 和 TimerTask 沒有足夠的靈活性，無法支持通常需要的計(jì)劃任務(wù)類型。在本文中，Java 開發(fā)人員 Tom White 向您展示了如何構(gòu)建一個(gè)簡單通用的計(jì)劃框架，以用于執(zhí)行任意復(fù)雜的計(jì)劃任務(wù)。

我將把 java.util.Timer 和 java.util.TimerTask 統(tǒng)稱為 Java 計(jì)時(shí)器框架，它們使程序員可以很容易地計(jì)劃簡單的任務(wù)（注意這些類也可用于 J2ME 中）。在 Java 2 SDK, Standard Edition, Version 1.3 中引入這個(gè)框架之前，開發(fā)人員必須編寫自己的調(diào)度程序，這需要花費(fèi)很大精力來處理線程和復(fù)雜的 Object.wait() 方法。不過，Java 計(jì)時(shí)器框架沒有足夠的能力來滿足許多應(yīng)用程序的計(jì)劃要求。甚至一項(xiàng)需要在每天同一時(shí)間重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)，也不能直接使用 Timer 來計(jì)劃，因?yàn)樵谙牧顣r(shí)開始和結(jié)束時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間跳躍。

本文展示了一個(gè)通用的 Timer 和 TimerTask 計(jì)劃框架，從而允許更靈活的計(jì)劃任務(wù)。這個(gè)框架非常簡單 —— 它包括兩個(gè)類和一個(gè)接口 —— 并且容易掌握。如果您習(xí)慣于使用 Java 定時(shí)器框架，那么您應(yīng)該可以很快地掌握這個(gè)計(jì)劃框架。

計(jì)劃單次任務(wù)

計(jì)劃框架建立在 Java 定時(shí)器框架類的基礎(chǔ)之上。因此，在解釋如何使用計(jì)劃框架以及如何實(shí)現(xiàn)它之前，我們將首先看看如何用這些類進(jìn)行計(jì)劃。

想像一個(gè)煮蛋計(jì)時(shí)器，在數(shù)分鐘之后（這時(shí)蛋煮好了）它會(huì)發(fā)出聲音提醒您。清單 1 中的代碼構(gòu)成了一個(gè)簡單的煮蛋計(jì)時(shí)器的基本結(jié)構(gòu)，它用 Java 語言編寫：

清單 1. EggTimer 類

package org.tiling.scheduling.examples; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; public class EggTimer { private final Timer timer = new Timer(); private final int minutes; public EggTimer(int minutes) { this.minutes = minutes; } public void start() { timer.schedule(new TimerTask() { public void run() { playSound(); timer.cancel(); } private void playSound() { System.out.println("Your egg is ready!"); // Start a new thread to play a sound... } }, minutes * 60 * 1000); } public static void main(String[] args) { EggTimer eggTimer = new EggTimer(2); eggTimer.start(); } }

EggTimer 實(shí)例擁有一個(gè) Timer 實(shí)例，用于提供必要的計(jì)劃。用 start() 方法啟動(dòng)煮蛋計(jì)時(shí)器后，它就計(jì)劃了一個(gè) TimerTask，在指定的分鐘數(shù)之后執(zhí)行。時(shí)間到了，Timer 就在后臺(tái)調(diào)用 TimerTask 的 start() 方法，這會(huì)使它發(fā)出聲音。在取消計(jì)時(shí)器后這個(gè)應(yīng)用程序就會(huì)中止。

計(jì)劃重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)

通過指定一個(gè)固 定的執(zhí)行頻率或者固定的執(zhí)行時(shí)間間隔，Timer 可以對(duì)重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行計(jì)劃。不過，有許多應(yīng)用程序要求更復(fù)雜的計(jì)劃。例如，每天清晨在同一時(shí)間發(fā)出叫醒鈴聲的鬧鐘不能簡單地使用固定的計(jì)劃頻率 86400000 毫秒（24 小時(shí)），因?yàn)樵阽姄芸旎蛘邠苈ㄈ绻臅r(shí)區(qū)使用夏令時(shí)）的那些天里，叫醒可能過晚或者過早。解決方案是使用日歷算法計(jì)算每日事件下一次計(jì)劃發(fā)生的時(shí)間。 而這正是計(jì)劃框架所支持的。考慮清單 2 中的 AlarmClock 實(shí)現(xiàn)：

清單 2. AlarmClock 類

package org.tiling.scheduling.examples; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import org.tiling.scheduling.Scheduler; import org.tiling.scheduling.SchedulerTask; import org.tiling.scheduling.examples.iterators.DailyIterator; public class AlarmClock { private final Scheduler scheduler = new Scheduler(); private final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("dd MMM yyyy HH:mm:ss.SSS"); private final int hourOfDay, minute, second; public AlarmClock(int hourOfDay, int minute, int second) { this.hourOfDay = hourOfDay; this.minute = minute; this.second = second; } public void start() { scheduler.schedule(new SchedulerTask() { public void run() { soundAlarm(); } private void soundAlarm() { System.out.println("Wake up! " + "It&quots " + dateFormat.format(new Date())); // Start a new thread to sound an alarm... } }, new DailyIterator(hourOfDay, minute, second)); } public static void main(String[] args) { AlarmClock alarmClock = new AlarmClock(7, 0, 0); alarmClock.start(); } }

注 意這段代碼與煮蛋計(jì)時(shí)器應(yīng)用程序非常相似。AlarmClock 實(shí)例擁有一個(gè) Scheduler （而不是 Timer）實(shí)例，用于提供必要的計(jì)劃。啟動(dòng)后，這個(gè)鬧鐘對(duì) SchedulerTask （而不是 TimerTask）進(jìn)行調(diào)度用以發(fā)出報(bào)警聲。這個(gè)鬧鐘不是計(jì)劃一個(gè)任務(wù)在固定的延遲時(shí)間后執(zhí)行，而是用 DailyIterator 類描述其計(jì)劃。在這里，它只是計(jì)劃任務(wù)在每天上午 7:00 執(zhí)行。下面是一個(gè)正常運(yùn)行情況下的輸出：

Wake up! It&quots 24 Aug 2003 07:00:00.023 Wake up! It&quots 25 Aug 2003 07:00:00.001 Wake up! It&quots 26 Aug 2003 07:00:00.058 Wake up! It&quots 27 Aug 2003 07:00:00.015 Wake up! It&quots 28 Aug 2003 07:00:00.002 ...

DailyIterator 實(shí)現(xiàn)了 ScheduleIterator，這是一個(gè)將 SchedulerTask 的計(jì)劃執(zhí)行時(shí)間指定為一系列 java.util.Date 對(duì)象的接口。然后 next() 方法按時(shí)間先后順序迭代 Date 對(duì)象。返回值 null 會(huì)使任務(wù)取消（即它再也不會(huì)運(yùn)行）—— 這樣的話，試圖再次計(jì)劃將會(huì)拋出一個(gè)異常。清單 3 包含 ScheduleIterator 接口：

清單 3. ScheduleIterator 接口

package org.tiling.scheduling; import java.util.Date; public interface ScheduleIterator { public Date next(); }

DailyIterator 的 next() 方法返回表示每天同一時(shí)間（上午 7:00）的 Date 對(duì)象，如清單 4 所示。所以，如果對(duì)新構(gòu)建的 next() 類調(diào)用 next()，那么將會(huì)得到傳遞給構(gòu)造函數(shù)的那個(gè)日期當(dāng)天或者后面一天的 7:00 AM。再次調(diào)用 next() 會(huì)返回后一天的 7:00 AM，如此重復(fù)。為了實(shí)現(xiàn)這種行為，DailyIterator 使用了 java.util.Calendar 實(shí)例。構(gòu)造函數(shù)會(huì)在日歷中加上一天，對(duì)日歷的這種設(shè)置使得第一次調(diào)用 next() 會(huì)返回正確的 Date。注意代碼沒有明確地提到夏令時(shí)修正，因?yàn)? Calendar 實(shí)現(xiàn)（在本例中是 GregorianCalendar）負(fù)責(zé)對(duì)此進(jìn)行處理，所以不需要這樣做。

清單 4. DailyIterator 類

package org.tiling.scheduling.examples.iterators; import org.tiling.scheduling.ScheduleIterator; import java.util.Calendar; import java.util.Date; /** * A DailyIterator class returns a sequence of dates on subsequent days * representing the same time each day. */ public class DailyIterator implements ScheduleIterator { private final int hourOfDay, minute, second; private final Calendar calendar = Calendar.getInstance(); public DailyIterator(int hourOfDay, int minute, int second) { this(hourOfDay, minute, second, new Date()); } public DailyIterator(int hourOfDay, int minute, int second, Date date) { this.hourOfDay = hourOfDay; this.minute = minute; this.second = second; calendar.setTime(date); calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, hourOfDay); calendar.set(Calendar.MINUTE, minute); calendar.set(Calendar.SECOND, second); calendar.set(Calendar.MILLISECOND, 0); if (!calendar.getTime().before(date)) { calendar.add(Calendar.DATE, -1); } } public Date next() { calendar.add(Calendar.DATE, 1); return calendar.getTime(); } }

package org.tiling.scheduling;

import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class Scheduler {

 class SchedulerTimerTask extends TimerTask {
 private SchedulerTask schedulerTask;
 private ScheduleIterator iterator;
 public SchedulerTimerTask(SchedulerTask schedulerTask,
 ScheduleIterator iterator) {
 this.schedulerTask = schedulerTask;
 this.iterator = iterator;
 }
 public void run() {
 schedulerTask.run();
 reschedule(schedulerTask, iterator);
 }
 }

 private final Timer timer = new Timer();

 public Scheduler() {
 }

 public void cancel() {
 timer.cancel();
 }

 public void schedule(SchedulerTask schedulerTask,
 ScheduleIterator iterator) {

 Date time = iterator.next();
 if (time == null) {
 schedulerTask.cancel();
 } else {
 synchronized(schedulerTask.lock) {
 if (schedulerTask.state != SchedulerTask.VIRGIN) {
 throw new IllegalStateException("Task already 
 scheduled " + "or cancelled");
 }
 schedulerTask.state = SchedulerTask.SCHEDULED;
 schedulerTask.timerTask =
 new SchedulerTimerTask(schedulerTask, iterator);
 timer.schedule(schedulerTask.timerTask, time);
 }
 }
 }

 private void reschedule(SchedulerTask schedulerTask,
 ScheduleIterator iterator) {

 Date time = iterator.next();
 if (time == null) {
 schedulerTask.cancel();
 } else {
 synchronized(schedulerTask.lock) {
 if (schedulerTask.state != SchedulerTask.CANCELLED) {
 schedulerTask.timerTask =
 new SchedulerTimerTask(schedulerTask, iterator);
 timer.schedule(schedulerTask.timerTask, time);
 }
 }
 }
 }

}

package org.tiling.scheduling;

import java.util.TimerTask;

public abstract class SchedulerTask implements Runnable {

 final Object lock = new Object();

 int state = VIRGIN;
 static final int VIRGIN = 0;
 static final int SCHEDULED = 1;
 static final int CANCELLED = 2;

 TimerTask timerTask;

 protected SchedulerTask() {
 }

 public abstract void run();

 public boolean cancel() {
 synchronized(lock) {
 if (timerTask != null) {
 timerTask.cancel();
 }
 boolean result = (state == SCHEDULED);
 state = CANCELLED;
 return result;
 }
 }

 public long scheduledExecutionTime() {
 synchronized(lock) {
 return timerTask == null ? 0 : timerTask.scheduledExecutionTime();
 }
 }

}

int[] weekdays = new int[] {
 Calendar.MONDAY,
 Calendar.TUESDAY,
 Calendar.WEDNESDAY,
 Calendar.THURSDAY,
 Calendar.FRIDAY
 };
 int[] weekend = new int[] {
 Calendar.SATURDAY,
 Calendar.SUNDAY
 };
 ScheduleIterator i = new CompositeIterator(
 new ScheduleIterator[] {
 new RestrictedDailyIterator(8, 0, 0, weekdays),
 new RestrictedDailyIterator(9, 0, 0, weekend)
 }
 );