Java定時(shí)任務(wù)調(diào)度詳解

前言

在實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中,除了Web應(yīng)用、SOA服務(wù)外,還有一類不可缺少的,那就是定時(shí)任務(wù)調(diào)度。定時(shí)任務(wù)的場(chǎng)景可以說(shuō)非常廣泛,比如某些視頻網(wǎng)站,購(gòu)買會(huì)員后,每天會(huì)給會(huì)員送成長(zhǎng)值,每月會(huì)給會(huì)員送一些電影券;比如在保證最終一致性的場(chǎng)景中,往往利用定時(shí)任務(wù)調(diào)度進(jìn)行一些比對(duì)工作;比如一些定時(shí)需要生成的報(bào)表、郵件;比如一些需要定時(shí)清理數(shù)據(jù)的任務(wù)等。本篇博客將系統(tǒng)的介紹定時(shí)任務(wù)調(diào)度,會(huì)涵蓋Timer、ScheduledExecutorService、開(kāi)源工具包Quartz,以及Spring和Quartz的結(jié)合等內(nèi)容。

JDK原生定時(shí)工具:Timer

定時(shí)任務(wù)調(diào)度:基于給定的時(shí)間點(diǎn)、給定的時(shí)間間隔、給定的執(zhí)行次數(shù)自動(dòng)執(zhí)行的任務(wù)。

Timer位于java.util包下,其內(nèi)部包含且僅包含一個(gè)后臺(tái)線程(TimeThread)對(duì)多個(gè)業(yè)務(wù)任務(wù)(TimeTask)進(jìn)行定時(shí)定頻率的調(diào)度。

schedule的四種用法和scheduleAtFixedRate的兩種用法

參數(shù)說(shuō)明:

task:所要執(zhí)行的任務(wù),需要extends TimeTask override run()

time/firstTime:首次執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間

period:周期性執(zhí)行Task的時(shí)間間隔,單位是毫秒

delay:執(zhí)行task任務(wù)前的延時(shí)時(shí)間,單位是毫秒

很顯然,通過(guò)上述的描述,我們可以實(shí)現(xiàn):

延遲多久后執(zhí)行一次任務(wù);指定時(shí)間執(zhí)行一次任務(wù);延遲一段時(shí)間,并周期性執(zhí)行任務(wù);指定時(shí)間,并周期性執(zhí)行任務(wù);

思考1:如果time/firstTime指定的時(shí)間,在當(dāng)前時(shí)間之前,會(huì)發(fā)生什么呢?

在時(shí)間等于或者超過(guò)time/firstTime的時(shí)候,會(huì)執(zhí)行task!也就是說(shuō),如果time/firstTime指定的時(shí)間在當(dāng)前時(shí)間之前,就會(huì)立即得到執(zhí)行。

思考2:schedule和scheduleAtFixedRate有什么區(qū)別?

scheduleAtFixedRate:每次執(zhí)行時(shí)間為上一次任務(wù)開(kāi)始起向后推一個(gè)period間隔,也就是說(shuō)下次執(zhí)行時(shí)間相對(duì)于上一次任務(wù)開(kāi)始的時(shí)間點(diǎn),因此執(zhí)行時(shí)間不會(huì)延后,但是存在任務(wù)并發(fā)執(zhí)行的問(wèn)題。

schedule:每次執(zhí)行時(shí)間為上一次任務(wù)結(jié)束后推一個(gè)period間隔,也就是說(shuō)下次執(zhí)行時(shí)間相對(duì)于上一次任務(wù)結(jié)束的時(shí)間點(diǎn),因此執(zhí)行時(shí)間會(huì)不斷延后。

思考3:如果執(zhí)行task發(fā)生異常,是否會(huì)影響其他task的定時(shí)調(diào)度?

如果TimeTask拋出RuntimeException,那么Timer會(huì)停止所有任務(wù)的運(yùn)行!

思考4:Timer的一些缺陷?

前面已經(jīng)提及到Timer背后是一個(gè)單線程,因此Timer存在管理并發(fā)任務(wù)的缺陷:所有任務(wù)都是由同一個(gè)線程來(lái)調(diào)度,所有任務(wù)都是串行執(zhí)行,意味著同一時(shí)間只能有一個(gè)任務(wù)得到執(zhí)行,而前一個(gè)任務(wù)的延遲或者異常會(huì)影響到之后的任務(wù)。

其次,Timer的一些調(diào)度方式還算比較簡(jiǎn)單,無(wú)法適應(yīng)實(shí)際項(xiàng)目中任務(wù)定時(shí)調(diào)度的復(fù)雜度。

一個(gè)簡(jiǎn)單的Demo實(shí)例

Timer其他需要關(guān)注的方法

cancel():終止Timer計(jì)時(shí)器,丟棄所有當(dāng)前已安排的任務(wù)(TimeTask也存在cancel()方法,不過(guò)終止的是TimeTask)

purge():從計(jì)時(shí)器的任務(wù)隊(duì)列中移除已取消的任務(wù),并返回個(gè)數(shù)

JDK對(duì)定時(shí)任務(wù)調(diào)度的線程池支持:ScheduledExecutorService

由于Timer存在的問(wèn)題,JDK5之后便提供了基于線程池的定時(shí)任務(wù)調(diào)度:ScheduledExecutorService。

設(shè)計(jì)理念:每一個(gè)被調(diào)度的任務(wù)都會(huì)被線程池中的一個(gè)線程去執(zhí)行,因此任務(wù)可以并發(fā)執(zhí)行,而且相互之間不受影響。

我們直接看例子:

定時(shí)任務(wù)大哥:Quartz

雖然ScheduledExecutorService對(duì)Timer進(jìn)行了線程池的改進(jìn),但是依然無(wú)法滿足復(fù)雜的定時(shí)任務(wù)調(diào)度場(chǎng)景。因此OpenSymphony提供了強(qiáng)大的開(kāi)源任務(wù)調(diào)度框架:Quartz。Quartz是純Java實(shí)現(xiàn),而且作為Spring的默認(rèn)調(diào)度框架,由于Quartz的強(qiáng)大的調(diào)度功能、靈活的使用方式、還具有分布式集群能力,可以說(shuō)Quartz出馬,可以搞定一切定時(shí)任務(wù)調(diào)度!

Quartz的體系結(jié)構(gòu)

先來(lái)看一個(gè)Demo:

說(shuō)明:

1、從代碼上來(lái)看,有XxxBuilder、XxxFactory,說(shuō)明Quartz用到了Builder、Factory模式,還有非常易懂的鏈?zhǔn)骄幊田L(fēng)格。

2、Quartz有3個(gè)核心概念:調(diào)度器(Scheduler)、任務(wù)(Job&JobDetail)、觸發(fā)器(Trigger)。(一個(gè)任務(wù)可以被多個(gè)觸發(fā)器觸發(fā),一個(gè)觸發(fā)器只能觸發(fā)一個(gè)任務(wù))

3、注意當(dāng)Scheduler調(diào)度Job時(shí),實(shí)際上會(huì)通過(guò)反射newInstance一個(gè)新的Job實(shí)例(待調(diào)度完畢后銷毀掉),同時(shí)會(huì)把JobExecutionContext傳遞給Job的execute方法,Job實(shí)例通過(guò)JobExecutionContext訪問(wèn)到Quartz運(yùn)行時(shí)的環(huán)境以及Job本身的明細(xì)數(shù)據(jù)。

4、JobDataMap可以裝載任何可以序列化的數(shù)據(jù),存取很方便。需要注意的是JobDetail和Trigger都可以各自關(guān)聯(lián)上JobDataMap。JobDataMap除了可以通過(guò)上述代碼獲取外,還可以在YourJob實(shí)現(xiàn)類中,添加相應(yīng)setter方法獲取。

5、Trigger用來(lái)告訴Quartz調(diào)度程序什么時(shí)候執(zhí)行,常用的觸發(fā)器有2種:SimpleTrigger(類似于Timer)、CronTrigger(類似于Linux的Crontab)。

6、實(shí)際上,Quartz在進(jìn)行調(diào)度器初始化的時(shí)候,會(huì)加載quartz.properties文件進(jìn)行一些屬性的設(shè)置,比如Quartz后臺(tái)線程池的屬性(threadCount)、作業(yè)存儲(chǔ)設(shè)置等。它會(huì)先從工程中找,如果找不到那么就是用quartz.jar中的默認(rèn)的quartz.properties文件。

7、Quartz存在監(jiān)聽(tīng)器的概念,比如任務(wù)執(zhí)行前后、任務(wù)的添加等,可以方便實(shí)現(xiàn)任務(wù)的監(jiān)控。

CronTrigger示例

這里給出一些常用的示例:

0 15 10?? * 每天10點(diǎn)15分觸發(fā)

0 15 10?? 2017 2017年每天10點(diǎn)15分觸發(fā)

0?14?* ? 每天下午的 2點(diǎn)到2點(diǎn)59分每分觸發(fā)

0 0/5 14?? 每天下午的 2點(diǎn)到2點(diǎn)59分(整點(diǎn)開(kāi)始,每隔5分觸發(fā))

0 0/5 14,18?? 每天下午的 2點(diǎn)到2點(diǎn)59分、18點(diǎn)到18點(diǎn)59分(整點(diǎn)開(kāi)始,每隔5分觸發(fā))

0 0-5 14?? 每天下午的 2點(diǎn)到2點(diǎn)05分每分觸發(fā)

0 15 10 ? * 6L 每月最后一周的星期五的10點(diǎn)15分觸發(fā)

0 15 10 ? * 6#3 每月的第三周的星期五開(kāi)始觸發(fā)

我們可以通過(guò)一些Cron在線工具非常方便的生成,比如http://www.pppet.net/等。

Spring和Quartz的整合

實(shí)際上,Quartz和Spring結(jié)合是很方便的,無(wú)非就是進(jìn)行一些配置。大概基于2種方式:

第一,普通的類,普通的方法,直接在配置中指定(MethodInvokingJobDetailFactoryBean)。

第二,需要繼承QuartzJobBean,復(fù)寫(xiě)指定方法(executeInternal)即可。

然后,就是一些觸發(fā)器、調(diào)度器的配置了,這里不再展開(kāi)介紹了,只要弄懂了原生的Quartz的使用,那么和Spring的結(jié)合使用就會(huì)很簡(jiǎn)單。

1、具有1-5工作經(jīng)驗(yàn)的,面對(duì)目前流行的技術(shù)不知從何下手,

需要突破技術(shù)瓶頸的可以加。

2、在公司待久了,過(guò)得很安逸,

但跳槽時(shí)面試碰壁。

需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)修、跳槽拿高薪的可以加。

3、如果沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn),但基礎(chǔ)非常扎實(shí),對(duì)java工作機(jī)制,

常用設(shè)計(jì)思想,常用java開(kāi)發(fā)框架掌握熟練的,可以加。

4、覺(jué)得自己很牛B,一般需求都能搞定。

但是所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有系統(tǒng)化,很難在技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)突破的可以加。

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