面試突擊：如何使用線程池執行定時任務？
在 Java 語言中，有兩個線程池可以執行定時任務：ScheduledThreadPool 和 SingleThreadScheduledExecutor，其中 SingleThreadScheduledExecutor 可以看做是 ScheduledThreadPool 的單線程版本，它的用法和 ScheduledThreadPool 是一樣的，所以本文重點來看 ScheduledThreadPool 線程池的使用。ScheduledThreadPool 執行定時任務的方法有以下 3 個：
- 使用 schedule 方法執行定時任務，只執行一次定時任務。
- 使用 scheduleAtFixedRate 方法執行定時任務，執行多次定時任務。
- 使用 scheduleWithFixedDelay 方法執行定時任務，執行多次定時任務。
接下來我們看這 3 個方法的具體使用和區別。
1.schedule
schedule 方法只能執行一次定時任務，它需要傳遞 3 個參數：
- 第 1 個參數：傳遞一個任務，Runnable 或 Callable 對象;
- 第 2 個參數：添加定時任務后，再過多久開始執行定時任務;
- 第 3 個參數：時間單位，配合參數 2 一起使用。
下面我們創建一個 3 秒以后執行的定時任務：
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 {
// 創建 ScheduledThreadPool 線程池
ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
System.out.println("schedule 方法添加任務：" + LocalDateTime.now());
threadPool.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("執行 schedule 方法：" + LocalDateTime.now());
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS); // 3s 之后執行
// 以下代碼是給業務方法一個時間對照信息
TimeUnit.SECONDS.sleep(10); // 休眠 10s
System.out.println("當前時間：" + LocalDateTime.now());
}
}
以上程序的執行結果如下圖所示：
從上述結果中可以看出，使用 schedule 方法只能執行一次定時任務。
2.scheduleAtFixedRate
scheduleAtFixedRate 方法可以執行多次定時任務，此方法需要 4 個參數：
- 第 1 個參數：傳遞一個任務，Runnable 或 Callable 對象;
- 第 2 個參數：添加定時任務后，再過多久開始執行定時任務;
- 第 3 個參數：定時任務執行的時間間隔;
- 第 4 個參數：時間單位，配合參數 2 和參數 3 一起使用。
下面我們創建一個 3 秒后執行的定時任務，每個定時任務執行的時間間隔為 2 秒，實現代碼如下：
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 {
// 創建 ScheduledThreadPool 線程池
ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
System.out.println("scheduleAtFixedRate 方法添加任務：" + LocalDateTime.now());
threadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("執行 scheduleAtFixedRate 方法：" + LocalDateTime.now());
// 休眠 2s
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},
3L, // 3s 后開始執行定時任務
2L, // 定時任務的執行間隔為 2s
TimeUnit.SECONDS); // 描述上面兩個參數的時間單位
}
}
以上程序的執行結果如下圖所示：
從上述結果可以看出，當任務添加成功之后，3s 后開始執行第一個定時任務，之后每隔 2s 執行一次定時任務。
3.scheduleWithFixedDelay
scheduleWithFixedDelay 方法的使用和 scheduleAtFixedRate 類似，但執行效果完全不同，這個很容易理解如果效果一樣就不用創建兩個方法了。scheduleWithFixedDelay 方法是在方法執行完成之后，再隔 N 秒執行下一個定時任務，和 scheduleAtFixedRate 的固定時間執行不同，scheduleWithFixedDelay 方法的執行受定時任務執行的時長影響，比如以下代碼：
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 {
// 創建 ScheduledThreadPool 線程池
ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);
System.out.println("scheduleWithFixedDelay 方法添加任務：" + LocalDateTime.now());
threadPool.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("執行 scheduleWithFixedDelay 方法：" + LocalDateTime.now());
// 休眠 2s
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},
3L, // 3s 后開始執行定時任務
2L, // 定時任務執行完 2s 之后，再執行下一個定時任務
TimeUnit.SECONDS); // 描述上面兩個參數的時間單位
}
}
以上程序的執行結果如下圖所示：
從上述結果可以看出，定時任務在 3s 之后開始執行，以后每隔 4s 執行一次，這 4s 包含了，定時任務執行花費的 2s，加上每隔 2s 執行一次的時間間隔，也就是說 scheduleWithFixedDelay 是在任務執行完 N 秒之后，再執行下一次定時任務。
總結
線程池執行定時任務的實現方法有 3 個：
使用 schedule 方法執行定時任務，只執行一次定時任務。
使用 scheduleAtFixedRate 方法執行定時任務，執行多次定時任務，它的執行時間間隔是固定的，不受定時任務執行時長影響(定時任務時間間隔 > 任務執行時間)。
使用 scheduleWithFixedDelay 方法執行定時任務，執行多次定時任務，它是在定時任務執行完之后，再隔 N 秒開始執行下一次定時任務，它的執行時間受定時任務執行時長影響。
