Java定时任务调度详解

前言
在实际项目开发中,除了Web应用、SOA服务外,还有一类不可缺少的,那就是定时任务调度。定时任务的场景可以说非常广泛,比如某些视频网站,购买会员后,每天会给会员送成长值,每月会给会员送一些电影券;比如在保证最终一致性的场景中,往往利用定时任务调度进行一些比对工作;比如一些定时需要生成的报表、邮件;比如一些需要定时清理数据的任务等。本篇博客将系统的介绍定时任务调度,会涵盖Timer、ScheduledExecutorService、开源工具包Quartz,以及Spring和Quartz的结合等内容。
JDK原生定时工具:Timer
定时任务调度:基于给定的时间点、给定的时间间隔、给定的执行次数自动执行的任务。
Timer位于java.util包下,其内部包含且仅包含一个后台线程(TimeThread)对多个业务任务(TimeTask)进行定时定频率的调度。
schedule的四种用法和scheduleAtFixedRate的两种用法

Java定时任务调度详解

Timer的核心方法
参数说明:
task :所要执行的任务,需要extends TimeTask override run()
time/firstTime :首次执行任务的时间
period :周期性执行Task的时间间隔,单位是毫秒
delay :执行task任务前的延时时间,单位是毫秒
很显然,通过上述的描述,我们可以实现:
延迟多久后执行一次任务;指定时间执行一次任务;延迟一段时间,并周期性执行任务;指定时间,并周期性执行任务;
思考1:如果time/firstTime指定的时间,在当前时间之前,会发生什么呢?
在时间等于或者超过time/firstTime的时候,会执行task! 也就是说,如果time/firstTime指定的时间在当前时间之前,就会立即得到执行。
思考2:schedule和scheduleAtFixedRate有什么区别?
scheduleAtFixedRate: 每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个period间隔 ,也就是说下次执行时间相对于上一次任务开始的时间点,因此执行时间不会延后,但是存在任务并发执行的问题。
schedule: 每次执行时间为上一次任务结束后推一个period间隔 ,也就是说下次执行时间相对于上一次任务结束的时间点,因此执行时间会不断延后。
思考3:如果执行task发生异常,是否会影响其他task的定时调度?
如果TimeTask抛出RuntimeException,那么Timer会停止所有任务的运行!
思考4:Timer的一些缺陷?
前面已经提及到Timer背后是一个单线程,因此Timer存在管理并发任务的缺陷:所有任务都是由同一个线程来调度,所有任务都是串行执行,意味着同一时间只能有一个任务得到执行,而前一个任务的延迟或者异常会影响到之后的任务。
其次,Timer的一些调度方式还算比较简单,无法适应实际项目中任务定时调度的复杂度。
一个简单的Demo实例
Java定时任务调度详解

Timer Demo
Java定时任务调度详解

运行结果
Timer其他需要关注的方法
cancel() :终止Timer计时器,丢弃所有当前已安排的任务(TimeTask也存在cancel()方法,不过终止的是TimeTask)
purge() :从计时器的任务队列中移除已取消的任务,并返回个数
JDK对定时任务调度的线程池支持:ScheduledExecutorService
由于Timer存在的问题,JDK5之后便提供了基于线程池的定时任务调度:ScheduledExecutorService。
设计理念:每一个被调度的任务都会被线程池中的一个线程去执行,因此任务可以并发执行,而且相互之间不受影响。
我们直接看例子:
Java定时任务调度详解

基于线程池的定时任务调度
运行结果:
Java定时任务调度详解

result
定时任务大哥:Quartz
虽然ScheduledExecutorService对Timer进行了线程池的改进,但是依然无法满足复杂的定时任务调度场景。因此OpenSymphony提供了强大的开源任务调度框架:Quartz。Quartz是纯Java实现,而且作为Spring的默认调度框架,由于Quartz的强大的调度功能、灵活的使用方式、还具有分布式集群能力,可以说Quartz出马,可以搞定一切定时任务调度!
Quartz的体系结构
Java定时任务调度详解

Quartz体系结构
先来看一个Demo:
Java定时任务调度详解

业务Job
Java定时任务调度详解

Quartz
说明:
1、从代码上来看,有XxxBuilder、XxxFactory,说明Quartz用到了Builder、Factory模式,还有非常易懂的链式编程风格。
2、Quartz有3个核心概念:调度器(Scheduler)、任务(Job&JobDetail)、触发器(Trigger)。(一个任务可以被多个触发器触发,一个触发器只能触发一个任务)
3、注意当Scheduler调度Job时,实际上会通过反射newInstance一个新的Job实例(待调度完毕后销毁掉),同时会把JobExecutionContext传递给Job的execute方法,Job实例通过JobExecutionContext访问到Quartz运行时的环境以及Job本身的明细数据。
4、JobDataMap可以装载任何可以序列化的数据,存取很方便。需要注意的是JobDetail和Trigger都可以各自关联上JobDataMap。JobDataMap除了可以通过上述代码获取外,还可以在YourJob实现类中,添加相应setter方法获取。
5、Trigger用来告诉Quartz调度程序什么时候执行,常用的触发器有2种:SimpleTrigger(类似于Timer)、CronTrigger(类似于Linux的Crontab)。
6、实际上,Quartz在进行调度器初始化的时候,会加载quartz.properties文件进行一些属性的设置,比如Quartz后台线程池的属性(threadCount)、作业存储设置等。它会先从工程中找,如果找不到那么就是用quartz.jar中的默认的quartz.properties文件。
7、Quartz存在监听器的概念,比如任务执行前后、任务的添加等,可以方便实现任务的监控。
CronTrigger示例
Java定时任务调度详解

CronTrigger
Cron表达式的写法
Java定时任务调度详解

特殊符号说明
Java定时任务调度详解

cron表达式
这里给出一些常用的示例:
0 15 10 * * ? *** 每天10点15分触发
0 15 10 * * ? 2017 2017年每天10点15分触发
0 * 14 * * ? 每天下午的 2点到2点59分每分触发
0 0/5 14 * * ? 每天下午的 2点到2点59分(整点开始,每隔5分触发)
0 0/5 14,18 * * ? 每天下午的 2点到2点59分、18点到18点59分(整点开始,每隔5分触发)
0 0-5 14 * * ? 每天下午的 2点到2点05分每分触发
0 15 10 ? * 6L 每月最后一周的星期五的10点15分触发
0 15 10 ? * 6#3 每月的第三周的星期五开始触发
我们可以通过一些Cron在线工具非常方便的生成,比如http://www.pppet.net/等。
Spring和Quartz的整合
实际上,Quartz和Spring结合是很方便的,无非就是进行一些配置。大概基于2种方式:
第一,普通的类,普通的方法,直接在配置中指定(
MethodInvokingJobDetailFactoryBean**)。
第二,需要继承 QuartzJobBean,复写指定方法(executeInternal)即可。
然后,就是一些触发器、调度器的配置了,这里不再展开介绍了,只要弄懂了原生的Quartz的使用,那么和Spring的结合使用就会很简单。
学习交流群:669823128

推荐阅读更多精彩内容