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@GANTZ(GANTZ G)

ScheduledThreadPoolExecutorとTimerによるタイマーの実装の違い

Posted at

Timerの実装

java.util.Timer

でタイマーを実装することができますが、ほかにも

java.util.concurrent.Executors;
java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

を使って実装することも可能です。

記事の目的

タイマーで次のように10ms間隔でタスクを定期実行するよう設定した場合、

TimerTest.java
import java.util.Timer;

public class TimerTest {

    public static void main(String[] args) {
        // Timerクラスのオブジェクトを作成
        Timer time = new Timer();
        time.scheduleAtFixedRate(new SampleTask(), 0, 10);
    }
}
SampleTask.java
import java.util.TimerTask;

public class SampleTask extends TimerTask {
    public long before_time;

    public void run() {
        long now_time = System.currentTimeMillis();
        System.out.print("interval time[ms] ");
        System.out.println(now_time - before_time);
        before_time = now_time;
    }
}

結果

interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 0
interval time[ms] 15
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 0
interval time[ms] 15
interval time[ms] 15
interval time[ms] 0
interval time[ms] 15

インターバル間隔は15msや0msなど不安定です。
ここが、大きな問題です。

ちなみに

Timer.scheduleAtFixedRate

でタスクを設定した場合、タスクがインターバル間隔以上に時間がかかったりすると、すぐ実行してしまったりします。

こちらの方の説明が非常にわかりやすいです。

Executor.scheduleWithFixedDelay

を使用すれば固定間隔で使用できます。

ScheduledExecutorService: サンプルコード

ScheduleThread.java
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledThread {

    public static void main(String[] args){

        ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(15);
        ScheduledWork work1 = new ScheduledWork();

        //executor.scheduleAtFixedRate(work1, 0,1, TimeUnit.MILLISECONDS);
        executor.scheduleWithFixedDelay(work1, 0,100, TimeUnit.MICROSECONDS);
    }

}
ScheduledWork.java
public class ScheduledWork implements Runnable{

    public long before_time;

    @Override
    public void run(){
        long now_time = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(now_time - before_time);
        before_time = now_time;

    }

}

コードの説明

定期実行するインスタンスはインターフェースRunnnableを継承します。Runnnableはrunメソッドを持つクラスのことです。
Executerとは

この中で、

newScheduledThreadPool

の説明は

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
指定された遅延時間後、または周期的にコマンドの実行をスケジュールできる、スレッド・プールを作成します。
パラメータ:
corePoolSize - アイドルであってもプール内に維持されるスレッドの数。
戻り値:
新規生成されたスケジュール済みのスレッド・プール
例外:
IllegalArgumentException - corePoolSize < 0の場合

こちらとなります。
私の理解では、タスク=Executorです

こちらも参考になります。

サンプルコードと結果について

WithFixedDelayで100usで設定した場合、

interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 0
interval time[ms] 15
interval time[ms] 17
interval time[ms] 15
interval time[ms] 0
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 15
interval time[ms] 1
interval time[ms] 15
interval time[ms] 0
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 15
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16
interval time[ms] 16

こんな感じで結局15msほどで反復実行します。
また、0msなどもあり不安定です。

intervalを30msにすると

interval time[ms] 32
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 30
interval time[ms] 33
interval time[ms] 31
interval time[ms] 32
interval time[ms] 31
interval time[ms] 32
interval time[ms] 32
interval time[ms] 30
interval time[ms] 32
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 32
interval time[ms] 31
interval time[ms] 30
interval time[ms] 31
interval time[ms] 45
interval time[ms] 46
interval time[ms] 45
interval time[ms] 30
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 32
interval time[ms] 30
interval time[ms] 46
interval time[ms] 31
interval time[ms] 46
interval time[ms] 31
interval time[ms] 30
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31
interval time[ms] 31

30~46msとこれでも微妙に遅かったりちょうどよかったりします。

まとめ

TimerもScheduledExecutorServiceどちらで実装しても、差はありません。
インターバル間隔がms単位の場合、15ms単位の遅れが突如混ざる可能性はどちらでもありえます。

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