1.java中的任务任务调度之Timer定时器(案例和源码分析)
2.如何实现定时任务- Java Timer/TimerTask 源码解析
3.Nacos源码之配置管理 三TaskManager 任务管理的使用
4.ThreadPoolExecutor简介&源码解析
5.Ray 源码解析(一):任务的状态转移和组织形式
6.深度解析sync WaitGroup源码
java中的任务调度之Timer定时器(案例和源码分析)
定时器在日常生活中如同闹钟般常见,用于在特定时间执行任务或重复执行同一任务。类源在Java中,码任码内置的任务定时任务器 Timer 是实现此功能的强大工具。本文将深入探讨 Timer 的类源基本使用、源码分析及其局限性。码任码网站文案源码 一、任务Timer 基本使用 在 Java 中,类源通过 Timer 实现定时任务时,码任码主要涉及到 Timer 和 TimerTask 这两个类。任务Timer 负责管理任务的类源执行,而 TimerTask 则包含具体任务的码任码实现。使用步骤如下: 1. 创建 Timer。任务 2. 创建 TimerTask 并实现业务逻辑。类源 3. 使用 Timer 的码任码 schedule 方法执行 TimerTask,可以指定开始执行时间、间隔时间等参数。 例如,创建一个在 2 秒后执行、每隔 1 秒执行一次的 TimerTask: javaTimer timer = new Timer();
TimerTask myTask = new MyTask();
timer.schedule(myTask, L, L);
二、Timer 源码分析 深入剖析 Timer 的源码有助于理解其内部机制。Timer 类内部包含 TaskQueue 和 TimerThread 两个关键组件。 1. **TaskQueue**:这是一个最小堆,存放 Timer 的所有 TimerTask。根据每个 TimerTask 的 nextExecutionTime(下次执行开始时间)决定其在堆中的位置。nextExecutionTime 越小,任务越有可能先执行。 2. **TimerThread**:执行 TaskQueue 中的任务后,将任务从队列中移除。 TimerTask 的位置决定于其 nextExecutionTime,确保优先执行执行时间最早的任务。此外,Timer 默认大小为 个任务。 构造方法包括默认构造、战队成员管理系统源码是否为守护线程、带名字的构造、带名字和是否为守护线程的构造。 定时任务方法包括: 1. schedule(task, time):在时间等于或超过 time 时执行 task 且仅执行一次。 2. schedule(task, time, period):首次在 time 时执行 task,之后每隔 period 毫秒重复执行。 3. schedule(task, delay):在 delay 时间后执行 task 且仅执行一次。 4. schedule(task, delay, period):在 delay 后开始首次执行 task,之后每隔 period 毫秒重复执行。 执行定时任务的核心在于队列的维护和优先级调度。此外,还存在 scheduleAtFixedRate 方法,其行为与 scheduleAtFixedRate 类似,但考虑了任务执行所需时间的并发性。 三、Timer 缺陷 尽管 Timer 提供了基本的定时任务功能,但存在一些局限性: 1. **线程管理不足**:当多个任务执行时间过长,且时间间隔不一致时,可能会导致任务执行顺序与预期不符,影响任务调度效率。 2. **异常处理机制**:当 TimerTask 抛出 RuntimeException,所有任务都会停止执行,缺乏异常恢复机制。 为了克服这些缺陷,出现了更高级的 Timer 替代品 ScheduledExecutorService,以及众多优秀的框架,提供更强大的任务管理和执行能力。未来文章中将详细介绍这些工具及其优势。如何实现定时任务- Java Timer/TimerTask 源码解析
日常实现各种服务端系统时,我们一定会有一些定时任务的需求。比如会议提前半小时自动提醒,异步任务定时/周期执行等。那么如何去实现这样的天气预报项目源码一个定时任务系统呢? Java JDK提供的Timer类就是一个很好的工具,通过简单的API调用,我们就可以实现定时任务。
现在就来看一下java.util.Timer是如何实现这样的定时功能的。
首先,我们来看一下一个使用demo
基本的使用方法:
加入任务的API如下:
可以看到API方法内部都是调用sched方法,其中time参数下一次任务执行时间点,是通过计算得到。period参数为0的话则表示为一次性任务。
那么我们来看一下Timer内部是如何实现调度的。
内部结构
先看一下Timer的组成部分:
Timer有3个重要的模块,分别是 TimerTask, TaskQueue, TimerThread
那么,在加入任务之后,整个Timer是怎么样运行的呢?可以看下面的示意图:
图中所示是简化的逻辑,多个任务加入到TaskQueue中,会自动排序,队首任务一定是当前执行时间最早的任务。TimerThread会有一个一直执行的循环,从TaskQueue取队首任务,判断当前时间是否已经到了任务执行时间点,如果是则执行任务。
工作线程
流程中加了一些锁,用来避免同时加入TimerTask的并发问题。可以看到sched方法的逻辑比较简单,task赋值之后入队,队列会自动按照nextExecutionTime排序(升序,排序的实现原理后面会提到)。
从mainLoop的源码中可以看出,基本的流程如下所示
当发现是周期任务时,会计算下一次任务执行的时间,这个时候有两种计算方式,即前面API中的
优先队列
当从队列中移除任务,或者是修改任务执行时间之后,队列会自动排序。手电筒c源码始终保持执行时间最早的任务在队首。 那么这是如何实现的呢?
看一下TaskQueue的源码就清楚了
可以看到其实TaskQueue内部就是基于数组实现了一个最小堆 (balanced binary heap), 堆中元素根据 执行时间nextExecutionTime排序,执行时间最早的任务始终会排在堆顶。这样工作线程每次检查的任务就是当前最早需要执行的任务。堆的初始大小为,有简单的倍增扩容机制。
TimerTask 任务有四种状态:
Timer 还提供了cancel和purge方法
常见应用
Java的Timer广泛被用于实现异步任务系统,在一些开源项目中也很常见, 例如消息队列RocketMQ的 延时消息/消费重试 中的异步逻辑。
上面这段代码是RocketMQ的延时消息投递任务 ScheduleMessageService 的核心逻辑,就是使用了Timer实现的异步定时任务。
不管是实现简单的异步逻辑,还是构建复杂的任务系统,Java的Timer确实是一个方便实用,而且又稳定的工具类。从Timer的实现原理,我们也可以窥见定时系统的一个基础实现:线程循环 + 优先队列。这对于我们自己去设计相关的系统,也会有一定的启发。
Nacos源码之配置管理 三TaskManager 任务管理的使用
在Nacos的源码中,TaskManager是一个核心组件,它负责管理一系列必须成功执行的任务,以单线程的方式确保任务的执行。TaskManager内部包含待处理的AbstractTask集合和对应的TaskProcessor,后者是执行任务的接口,不同的任务类型需实现自己的执行逻辑。以配置中心的配置文件Dump为例,Nacos会定期将数据库中的数据备份到磁盘,这个操作通过定义的DumpTask和其对应的DumpProcessor来实现。
DumpTask定义了必要的属性,而DumpProcessor则是专门处理DumpTask的任务处理器,其核心功能是将配置文件保存到磁盘并计算MD5。类似地,先拍照后对焦源码DumpAllTask和DumpAllBetaTask也有对应的处理器,如DumpAllProcessor和DumpAllBetaProcessor。
DumpAllTask的任务触发和执行发生在DumpService类中,该服务负责初始化配置信息的备份。在初始化时,会创建一个DumpAllProcessor执行器,并启动一个线程,将默认执行器设置为这个处理器。此后,每隔十分钟,DumpService会向TaskManager添加一个新的DumpAllTask,由线程processingThread处理并执行。
ThreadPoolExecutor简介&源码解析
线程池是通过池化管理线程的高效工具,尤其在多核CPU时代,利用线程池进行并行处理任务有助于提升服务器性能。ThreadPoolExecutor是线程池的具体实现,它负责线程管理和任务管理,以及处理任务拒绝策略。这个类提供了多种功能,如通过Executors工厂方法配置,执行Runnable和Callable任务,维护任务队列,统计任务完成情况等。
创建线程池需要考虑关键参数,如核心线程数(任务开始执行时立即创建),最大线程数(任务过多时限制新线程生成),线程存活时间,任务队列大小,线程工厂以及拒绝策略。JDK提供了四种拒绝策略,如默认的AbortPolicy,当资源饱和时抛出异常。此外,线程池还提供了beforeExecute和afterExecute钩子函数,用于在任务执行前后执行自定义操作。
当任务提交到线程池时,会经历一系列处理流程,包括任务的执行和线程池状态的管理。例如,如果任务队列和线程池满,会根据拒绝策略处理新任务。使用线程池时,需注意线程池容量与状态的计算,以及线程池工作线程的动态调整。
示例中,自定义线程池并重写钩子函数,创建任务后向线程池提交,可以看到线程池如何根据配置动态调整资源。但要注意,如果任务过多且无法处理,可能会抛出异常。源码分析中,submit方法实际上是调用execute,而execute内部包含Worker类和runWorker方法的逻辑,包括任务的获取和执行。
线程池的容量上限并非Integer.MAX_VALUE,而是由ctl变量的低位决定。 Doug Lea的工具函数简化了ctl的操作,使得计算线程池状态和工作线程数更加便捷。通过深入了解ThreadPoolExecutor,开发者可以更有效地利用线程池提高应用性能。
Ray 源码解析(一):任务的状态转移和组织形式
Ray源码解析系列的第一篇着重于任务的状态管理和组织形式。Ray的核心设计在于其细粒度、高吞吐的任务调度,依赖于共享内存的Plasma存储输入和输出,以及Redis的GCS来管理所有状态,实现去中心化的调度。任务分为无状态的Task和有状态的Actor Method,后者包括Actor的构造函数和成员函数。
Ray支持显式指定任务的资源约束,通过ResourcesSet量化节点资源,用于分配和回收。在调度时,需找到满足任务资源要求的节点。由于Task输入在分布式存储中,调度后需要传输依赖。对于Actor Method,其与Actor绑定,会直接调度到对应的节点。
状态变化如任务状态转移、资源依赖等信息,都存储在GCS中。任务状态更改需更新GCS,失联或宕机时,根据GCS中的状态信息重试任务。通过GCS事件订阅驱动任务状态变化。
文章主要讲述了任务状态的组织方式,如任务队列(TaskQueue)和调度队列(SchedulingQueue)的运作,以及状态转移图和状态枚举类的定义。例如,TaskQueue负责任务的增删查改,其中ReadyQueue通过资源映射优化调度决策。此外,文中还解释了一些关键概念,如Task Required Resources、Task argument、Object、Object Store、Node/Machine等。
后续文章将深入探讨调度策略和资源管理。让我们期待下篇的精彩内容。
深度解析sync WaitGroup源码
waitGroup
waitGroup 是 Go 语言中并发编程中常用的语法之一,主要用于解决并发和等待问题。它是 sync 包下的一个子组件,特别适用于需要协调多个goroutine执行任务的场景。
waitGroup 主要用于解决goroutine间的等待关系。例如,goroutineA需要在等待goroutineB和goroutineC这两个子goroutine执行完毕后,才能执行后续的业务逻辑。通过使用waitGroup,goroutineA在执行任务时,会在检查点等待其他goroutine完成,确保所有任务执行完毕后,goroutineA才能继续进行。
在实现上,waitGroup 通过三个方法来操作:Add、Done 和 Wait。Add方法用于增加计数,Done方法用于减少计数,Wait方法则用于在计数为零时阻塞等待。这些方法通过原子操作实现同步安全。
waitGroup的源码实现相对简洁,主要涉及数据结构设计和原子操作。数据结构包括了一个 noCopy 的辅助字段以及一个复合意义的 state1 字段。state1 字段的组成根据目标平台的不同(位或位)而有所不同。在位环境下,state1的第一个元素是等待线程数,第二个元素是 waitGroup 计数值,第三个元素是信号量。而在位环境下,如果 state1 的地址不是位对齐的,那么 state1 的第一个元素是信号量,后两个元素分别是等待线程数和计数值。
waitGroup 的核心方法 Add 和 Wait 的实现原理如下:
Add方法通过原子操作增加计数值。当执行 Add 方法时,首先将 delta 参数左移位,然后通过原子操作将其添加到计数值上。需要注意的是,delta 的值可正可负,用于在调用 Done 方法时减少计数值。
Done方法通过调用 Add(-1)来减少计数值。
Wait方法则持续检查 state 值。当计数值为零时,表示所有子goroutine已完成,调用者无需等待。如果计数值大于零,则调用者会变成等待者,加入等待队列,并阻塞自己,直到所有任务执行完毕。
通过使用waitGroup,开发者可以轻松地协调和同步并发任务的执行,确保所有任务按预期顺序完成。这在多goroutine协同工作时,尤其重要。掌握waitGroup的使用和源码实现,将有助于提高并发编程的效率和可维护性。
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JDK源码分析Timer/TimerTask 源码分析
在Java中,Timer 类是实现定时任务的常见工具,配合TimerTask 实现定时、延迟或周期性执行。本文将深入剖析其源码结构和工作原理。 Timer 的核心机制涉及关键类,包括TimerThread、Timer、TimerQueue 和 TimerTask。一个Timer 实例对应一个TimerThread,负责执行任务;Timer拥有一个TimerThread和一个TimerQueue,而TimerQueue中存储了多个TimerTask。这样的关系可以总结为:1个 TimerThread -> 1个线程
1个 Timer -> 持有 TimerThread 和 TimerQueue
1个 TimerQueue -> 持有多个 TimerTask
源码分析时,首先创建Timer时,thread和queue会在声明时初始化为final类型,确保它们与Timer的生命周期绑定。接着,任务通过schedule方法进行调度,这个过程会根据TimerTask类型设置不同的period参数。 TimerTask 是一个实现了Runnable接口的抽象类,子类需实现run方法。TimerTask的类型决定了其执行周期。TimerThread的run方法包含一个死循环,类似Android的Handler机制。 TimerQueue作为队列,内部使用完全二叉树结构,add和fixUp方法用于维护最小执行时间的节点在队列前端。purge方法执行后,会调用fixDown方法进行调整。 总之,每个Timer实例由一个线程和一个二叉堆(通过TimerQueue实现)组成,用于管理定时任务的执行顺序。理解这些核心组件的交互,有助于深入理解Timer的工作机制。