Java 计划执行器准确性

Question

我在使用 Java 计划执行程序时遇到了一个特殊情况，想知道我遇到的情况是否正常。

我需要安排以 5 秒的预定义速率执行的任务。预计这些任务的执行时间有时会超过 5 秒，但是当运行它们的时间低于 5 秒时，备份的任务列表应该快速连续运行以 catch 进度。运行任务时，了解最初计划的执行时间很重要(想想 java.util.TimerTask 中的 scheduledExecutionTime())。最后，我需要跟踪计划时间和实际时间之间的差异，以确定日程何时“偏离”以及偏离了多少。

到目前为止，我已经通过使用 Java 执行器实现了所有这些，下面的类说明了总体思路:

public class ExecutorTest {
    public static final long PERIOD = 5000;

    public static void main(String[] args) {
        Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate(
                new Command(), 0, PERIOD, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    private static final class Command implements Runnable {
        long timestamp = 0;

        public void run() {
            long now = System.currentTimeMillis();

            if (timestamp == 0) {
                timestamp = now;
            }

            // Drift is the difference between scheduled time and execution time
            long drift = now - timestamp;

            String format = "Ran at %1$tF %<tT,%<tL; drift: %2$dms";
            System.out.println(String.format(format, now, drift));

            timestamp += PERIOD;
        }
    }
}

运行上面列出的代码表明漂移(理想情况下应尽可能接近 0)波动几秒钟，其结果是任务执行得过早或延迟。我根据运行大约 150 分钟的结果创建了一个图表:

所以我的第一个问题是这是否正常。我的环境由 32 位 Windows XP 和 Java 1.5 update 21 组成(尽管 Java 6 update 22 产生类似的结果)。

第二个问题是有没有简单的方法可以减少漂移量。如果我使用简单的 java.util.Timer 或者甚至只是 Thread.sleep()，漂移是不存在的。

最后，在使用计划执行器时是否有更好的方法来跟踪计划执行时间？

Answer 1

计划的执行程序服务使用 System.nanoTime，它不会像 currentTimeMillis 那样漂移。除非您运行在具有多个 CPU 插槽的 XP 系统上。 XP 中有一个错误，操作系统调用 System.nanoTime() 使用的套接字之间不一致，因此当线程切换它运行的套接字时，您可以预期会看到这种跳跃。 (这在 Vista/7 上不是问题)

在具有一个套接字的 Linux 系统上，您的程序报告 0 - 3 毫秒漂移。

试试这个程序。

public static void main(String... args) throws Exception {
    long start = System.nanoTime();
    long time = start;
    while(time < start + 3e10) {
        long now = System.nanoTime();
        if (now < time || now > time + 50000) {
            System.out.println(now - time);
            now = System.nanoTime();
        }
        time = now;
    }
}

在 i7 系统上，我看到大约 10 次最多 2 毫秒的跳跃。如果我使用机器，我会看到更多。我预计您可能会看到大量的负面和正面时机。