摘要：的類圖如下實現了接口，繼承了接口，所以首先是一個線程池，然后除了具有線程池的功能，它還有定時和周期性執行任務的功能。

在現實世界里，我們總是免不了要定期去做一件事情（比如上課）—— 在計算機的世界里，更是如此。比如我們手機每天叫我們起床的電子鬧鐘，某些網站會定期向我們發送一些推薦相關的郵件，集群中我們需要每隔一定時間檢查是否有機器宕機等。

在 使用線程池 中已經介紹，JDK 1.5 時，標準類庫添加了對線程池的支持，然后在線程池核心實現 ThreadPoolExecutor 的基礎上，實現了 ScheduledThreadPoolExecutor，作為可以 定時和周期性執行任務 的線程池。ScheduledThreadPoolExecutor 的類圖如下：

ScheduledThreadPoolExecutor 實現了 ScheduledExecutorService 接口，ScheduledExecutorService 繼承了 ExecutorService 接口，所以首先 ScheduledThreadPoolExecutor 是一個 ExecutorService （線程池），然后除了具有線程池的功能，它還有定時和周期性執行任務的功能。ScheduledExecutorService 除了從 ExecutorService 繼承的方法外，還包括如下四個方法：

第一個 Schedule 方法：

delay 指定的時間后，執行指定的 Runnable 任務，可以通過返回的 ScheduledFuture 與該任務進行交互。

第二個 Schedule 方法：

delay 指定的時間后，執行指定的 Callable 任務，可以通過返回的 ScheduledFuture 與該任務進行交互。

（ScheduledFuture 接口 繼承自 Future 接口，所以 ScheduledFuture 和任務的交互方式與 Future 一致。所以通過ScheduledFuture，可以 判斷定時任務是否已經完成，獲得定時任務的返回值，或者取消任務等）

scheduleAtFixedRate 方法：

initialDelay 指定的時間后，開始按周期 period 執行指定的 Runnable 任務。
假設調用該方法后的時間點為 0，那么第一次執行任務的時間點為 initialDelay，第二次為 initialDelay + period，第三次為 initialDelay + period + period，以此類推。

scheduleWithFixedDelay 方法：

initialDelay 指定的時間后，開始按指定的 delay 延期性的執行指定的 Runnable 任務。
假設調用該方法后的時間點為 0，每次任務需要耗時 T(i)（i 為第幾次執行任務），那么第一次執行任務的時間點為 initialDelay，第一次完成任務的時間點為 initialDelay + T(1)，則第二次執行任務的時間點為 initialDelay + T(1) + delay；第二次完成任務的時間點為 initialDelay + (T(1) + delay) + T(2)，所以第三次執行任務的時間點為 initialDelay + T(1) + delay + T(2) + delay，以此類推。

我們來實踐下 ScheduledThreadPoolExecutor 的 scheduleAtFixedRate 方法：

public class ScheduledExecutorServiceTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScheduledExecutorService timer = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        
        TimerTask timerTask = new TimerTask(2000); // 任務需要 2000 ms 才能執行完畢

        System.out.printf("起始時間：%s

", new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));

        // 延時 1 秒后，按 3 秒的周期執行任務
        timer.scheduleAtFixedRate(timerTask, 1000, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    private static class TimerTask implements Runnable {

        private final int sleepTime;
        private final SimpleDateFormat dateFormat;

        public TimerTask(int sleepTime) {
            this.sleepTime = sleepTime;
            dateFormat = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("任務開始，當前時間：" + dateFormat.format(new Date()));

            try {
                System.out.println("模擬任務運行...");
                Thread.sleep(sleepTime);
            } catch (InterruptedException ex) {
                ex.printStackTrace(System.err);
            }

            System.out.println("任務結束，當前時間：" + dateFormat.format(new Date()));
            System.out.println();
        }

    }
}

運行結果：

可以看到運行結果完全符合預期 —— 延時 1 秒后，每隔 3 秒執行一次任務。

上面是任務的運行時間小于周期時間的情況 —— 那如果任務運行的時間大于給定的執行周期呢？（比如任務運行需要 3 s，但是我們指定的周期為 2 s）

修改 main 方法：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(2);

    TimerTask timerTask = new TimerTask(3000); // 每個任務需要 3000 ms 才能執行完畢

    System.out.printf("起始時間：%s

", new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));

    timer.scheduleAtFixedRate(timerTask, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
}

運行結果：

可以看到此時雖然我們指定的周期為 2 s，但是因為任務的運行就需要 3 s（超過周期），所以這種情況下 scheduleAtFixedRate 的處理方式為 上一次任務剛完成，則緊接著立即運行下一次任務，而不是使用線程池中的空閑線程來運行任務以維護 2 秒這個周期 —— 由此可見，每個定時任務在 ScheduledThreadPoolExecutor 中，都是串行運行的，即下一次運行任務一定在上一次任務結束之后。

（scheduleWithFixedDelay 方法 的使用也十分簡單，請有興趣的讀者自己實踐）