（一）定时任务的几种方案介绍

使用java做一个后台的定时任务，方案可以有如下几种：
1、JDK自带的Timer
2、JDK1.5+ 新增的ScheduledExecutorService
3、Quartz ：简单而强大的JAVA作业调度框架，可以支持动态的Cron语法

（二）ScheduledExecutorService介绍

ScheduledExecutorService出自java的并发包：java.util.concurrent，这个包下的很多需要探索。
今天我们就来使用一下ScheduledExecutorService实现定时任务：

ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor。它主要用来在给定的延迟之后运 行任务，或者定期执行任务。ScheduledThreadPoolExecutor的功能与Timer类似，但 ScheduledThreadPoolExecutor功能更强大、更灵活。Timer对应的是单个后台线程，而 ScheduledThreadPoolExecutor可以在构造函数中指定多个对应的后台线程数。

（三）ScheduledExecutorService的使用

ScheduledExecutorService包括三个方法：schedule()、scheduleAtFixedRate()、scheduleWithFixedDelay()。

3.1 schedule()使用

先上代码：

public static void main(String[] args) {
        scheduleTest();
        //scheduleFixedRate();
        //scheduleWithFixedDelay();
    }

    //schedule()的用法,可以对任务进行延迟处理
    static void scheduleTest(){
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        //获取当前时间
        long cur = System.currentTimeMillis();
        scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //当前任务执行时候，对应的时间
                System.out.println("延迟了"+(System.currentTimeMillis() - cur) + "ms");
            }
        },3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        scheduledExecutorService.shutdown();
    }

可以看到schedule()方法下需要三个参数，分别是：一个runnable线程，延迟时间，时间单位。

"C:\Program Files\Java\
延迟了3013ms

Process finished with exit code 0

实际情况下，run方法体中代码执行时间延迟了3s执行，多出来的是建立线程花费的时间。
此时再加入这样的条件，如果线程中的任务需要一定的执行时间，如果再有一个延迟任务执行呢？代码如下

public static void main(String[] args) {
        scheduleTest();
        //scheduleFixedRate();
        //scheduleWithFixedDelay();
    }

    //schedule()的用法,可以对任务进行延迟处理
    static void scheduleTest(){
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        //获取当前时间
        long cur = System.currentTimeMillis();
        scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //当前任务执行时候，对应的时间
                System.out.println("第一次延迟了"+(System.currentTimeMillis() - cur) + "ms");
                //任务执行需要时间
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //当前任务执行时候，对应的时间
                System.out.println("第二次延迟了"+(System.currentTimeMillis() - cur) + "ms");
                //任务执行需要时间
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        scheduledExecutorService.shutdown();
    }

线程池中线程数量指定为1，运行结果如下：

第一次延迟了3017ms
第二次延迟了6022ms

Process finished with exit code 0

可以看到第二个任务需要等到第一个任务执行完成以后才进行执行。等待时间为延迟时间+任务时间。这时，如果将线程数目改为2，再次执行：

第一次延迟了3007ms
第二次延迟了3007ms

Process finished with exit code 0

可以看到ScheduledExecutorService的强大之处了。可以在构造函数中指定多个对应的后台线程数，并发的运行延迟任务。

3.2 scheduleFixedRate()使用

 //scheduleAtFixedRate()的用法
    //在schedule下，加了周期运行的条件。
    static void scheduleFixedRate(){
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        //获取当前时间
        long cur = System.currentTimeMillis();
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //当前任务执行时候，对应的时间
                System.out.println("延迟了"+(System.currentTimeMillis() - cur) + "ms");
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },3000,2000,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

相比于schedule()方法，多了一个参数period，就是可以指定周期执行。如上代码，周期为2s。但其中的任务运行时间是3s。结果是：

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_101\bin
延迟了3016ms
延迟了6020ms
延迟了9036ms
延迟了12040ms
延迟了15043ms
延迟了18045ms

Process finished with exit code -1

首先第一次延时3016ms是因为指定的initdelay为3s。但后面的任务运行并不是按照period的周期执行，而是任务的运行时间执行。也就是说设定的周期时间不足以完成线程任务，但scheduleFixedRate达到设定的延迟时间了就要执行下一次。（可以从字面意思FixedRate固定频率理解到）。

3.3scheduleWithFixedDelay()使用

//scheduleWithFixedDelay()用法
    //也是加了周期运行的条件，但是必须是等到上一个任务结束后，进行周期循环。周期时间就是任务运行时间+delay
    static void scheduleWithFixedDelay(){
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        //获取当前时间
        long cur = System.currentTimeMillis();
        scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //当前任务执行时候，对应的时间
                System.out.println("延迟了"+(System.currentTimeMillis() - cur) + "ms");
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },3000,2000,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

相比于scheduleFixedRate()，scheduleWithFixedDelay()是每次都要把任务执行完成后再延迟固定时间后再执行下一次。结果如下：周期为任务运行时间+delay（指定周期时间）

C:\Program Files\Java\
延迟了3015ms
延迟了7038ms
延迟了11060ms
延迟了15078ms
延迟了19101ms

Process finished with exit code -1

四、实现原理

ScheduledThreadPoolExecutor类继承自ThreadPoolExecutor，除了拥有普通线程池的功能之外，因为实现了ScheduledExecutorService接口，因而同时拥有定时器的功能。
首先构造方法全部是调用了父类ThreadPoolExecutor的。

实例化后执行的schedule()方法调用了定时器，将传入的Runnable对象封装成ScheduledFutureTask对象，ScheduledFutureTask类实现了RunnableScheduledFuture接口。ScheduledFutureTask类就包含了time表示任务执行时间，period表示任务执行周期等。