Java 定时任务的几种实现方式
一、ScheduledThreadPool
ScheduledThreadPool是JDK自带的类，可以用来替代Timer类实现定时任务。一个Timer只能执行一个任务，而一个ScheduledThreadPool却可以同时执行多个定时任务。用法很简单，直接看例子：
public class ScheduledThreadPoolService {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass().getSimpleName());
// 参数代表可以同时执行的定时任务个数
private ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(3);
/**
* schedule：延时2秒执行一次任务
*/
public void task0() {
service.schedule(() -> {
logger.info("task0-start");
sleep(2);
logger.info("task0-end");
}, 2, TimeUnit.SECONDS);
}
/**
* scheduleAtFixedRate：2秒后，每间隔4秒执行一次任务
* 注意，如果任务的执行时间（例如6秒）大于间隔时间，则会等待任务执行结束后直接开始下次任务
*/
public void task1() {
service.scheduleAtFixedRate(() -> {
logger.info("task1-start");
sleep(2);
logger.info("task1-end");
}, 2, 4, TimeUnit.SECONDS);
}
/**
* scheduleWithFixedDelay：2秒后，每次延时4秒执行一次任务
* 注意，这里是等待上次任务执行结束后，再延时固定时间后开始下次任务
*/
public void task2() {
service.scheduleWithFixedDelay(() -> {
logger.info("task2-start");
sleep(2);
logger.info("task2-end");
}, 2, 4, TimeUnit.SECONDS);
}
private void sleep(long time) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
和线程池的使用类似，也是通过Executors类来创建ScheduledThreadPool，常用的方法例子中都有说明，简单的定时任务使用ScheduledThreadPool实现就可以了，也不用引入其它依赖，还是挺方便的。
二、 @Scheduled
@Scheduled是Spring框架的定时任务实现，相比JDK的ScheduledThreadPool功能更加强大。可以先创建一个Spring Boot项目，在启动类上添加@EnableScheduling注解，使@Scheduled生效，开启定时任务：
@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class LearnSpringbootApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(LearnSpringbootApplication.class, args);
}
}
然后就是定义任务类，用@Scheduled配置具体的定时规则：
@Service
public class ScheduleService {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass().getSimpleName());
/**
* fixedRate：每间隔2秒执行一次任务
* 注意，默认情况下定时任务是在同一线程同步执行的，如果任务的执行时间（例如6秒）大于间隔时间，则会等待任务执行结束后直接开始下次任务
*/
@Scheduled(fixedRate = 2000)
public void task0() {
logger.info("task0-start");
sleep(6);
logger.info("task0-end");
}
/**
* fixedDelay：每次延时2秒执行一次任务
* 注意，这里是等待上次任务执行结束后，再延时固定时间后开始下次任务
*/
@Scheduled(fixedDelay = 2000)
public void task1() {
logger.info("task1-start");
sleep(6);
logger.info("task1-end");
}
/**
* initialDelay：首次任务启动的延时时间
*/
@Scheduled(initialDelay = 2000, fixedDelay = 3000)
public void task2() {
logger.info("task2-start");
sleep(6);
logger.info("task2-end");
}
private void sleep(long time) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
fixedRate、fixedDelay、initialDelay属性的时间单位是毫秒，用法也比较简单，可参考代码的注释。
这里我们重点看使用@Scheduled的cron属性定义定时任务的时间表达式，它的功能更加丰富。先看一个简单的例子：
@Service
public class ScheduleService {
...................
/**
* 每天晚上23:59执行一次
*/
@Scheduled(cron = "0 59 23 * * ?")
public void task3() {
logger.info("task3-start");
sleep(6);
logger.info("task3-end");
}
...................
}
接下来具体看cron属性对应时间表达式的定义规则：
1、按顺序依次是：秒、分、时、日、月、周，中间用空格间隔
2、月、周可以用数字或英文单词的前三个字母表示
3、日和周可能会冲突，因此两个可以有一个配置为?
4、常用通配符的含义：
-
*表示任意值，例如在秒字段上设置*，表示每秒都触发 -
?表示不指定值，只能出现在日或者周的位置，用于处理日和周可能存在的冲突，例如2020年8月15是周六，如果又在周的位置上指定为周一，那就会产生冲突到导致定时任务失效。如果我们不关心日或者周的时候，也可以将其设置为? -
-表示时间区间，例如在秒上设置1-3，表示第1、2、3秒都会触发 -
/表示时间间隔，例如在秒上设置2/4，表示从第2秒开始每间隔4秒触发一次 -
,表示列举多个值，例如MON,WED,FRI表示周一、周三、周五触发
5、几个表达式的例子：
-
0 0 9 * * ?：每天早上9点触发 -
0 0/30 * * * ?：每30分钟触发一次 -
0 30 18 ？ * MON-FRI：每周一到周五的18:30分触发 -
0 10 12 1,15 * ?：每月1号、15号的12:10触发 -
0 0/10 7-8 1,15 * ?：每月1号、15号早上7点到8点每10分钟触发一次
6、注意，不同版本的Spring对cron属性的支持有所差异，例如较新的版本中cron属性只支持6个字段，不包含年份；同时#、L、W通配符也不支持。
7、注意，@Scheduled默认会使用同一线程同步的去执行所有定时任务，要打破这一点，可以在Spring Boot启动类上配置@EnableAsync注解来开启异步线程可用，然后在定时任务方法上配置@Async注解，则会使用异步线程去执行定时任务。
三、Quartz
除了上边的方式之外，我们还有更好的选择，那就是Quartz，在Spring Boot中集成Quartz需要先添加如下Maven依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
<version>2.3.2.RELEASE</version>
</dependency>
和@Scheduled一样，也需要在启动类添加@EnableScheduling注解来开启定时任务：
@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class LearnSpringbootApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(LearnSpringbootApplication.class, args);
}
}
这样准备工作就完成了。接下来先了解几个重要的概念：
-
Job：定义具体要执行的任务 -
JobDetail：配置要执行任务的描述信息，即如何去定位要执行的Job，每次执行任务时，都会根据JobDetail创建一个Job对象，避免任务并发执行时访问同一个Job对象产生问题 -
Trigger：触发器，配置任务执行的时间规则，需要和一个JobDetail关联起来 -
Scheduler：调度器，它维护了一个JobDetail和Trigger的注册表，当任务关联的触发器到达预定的时间，调度器会去执行任务
接下来通过Quartz实现定时任务，可以按照上边几个重要概念的顺序来完成。
1、定义Job
定义Job有两种方式，
第一种是直接定义任务类，并注册到Spring IoC容器中：
@Service
public class QuartzJob {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass().getSimpleName());
public void hello(){
logger.info("job0-start");
Utils.sleep(TimeUnit.SECONDS, 4);
logger.info("job0-end");
}
}
第二种是继承QuartzJobBean，重写executeInternal方法，这种方式可以接受JobDetail传递的参数：
public class QuartzJob2 extends QuartzJobBean {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass().getSimpleName());
@Override
protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
logger.info("job1-start");
Utils.sleep(TimeUnit.SECONDS, 4);
// 获取参数
JobDataMap jobDataMap = jobExecutionContext.getMergedJobDataMap();
String date = jobDataMap.getString("date");
logger.info("参数：" + date);
logger.info("job1-end");
}
}
这样就把JobDetail和我们之前定义的QuartzJob关联起来了。
2、配置JobDetail
JobDetail可以使用MethodInvokingJobDetailFactoryBean或者JobDetailFactoryBean配置，配置工作需要在一个Spring配置类中完成，可以定义一个QuartzConfig配置类，首先看MethodInvokingJobDetailFactoryBean的使用：
@Configuration
public class QuartzConfig {
@Bean
public MethodInvokingJobDetailFactoryBean methodInvokingJobDetailFactoryBean() {
MethodInvokingJobDetailFactoryBean bean = new MethodInvokingJobDetailFactoryBean();
// 指定任务类在IoC容器中的Bean名称
bean.setTargetBeanName("quartzJob");
// 指定要执行的方法名称
bean.setTargetMethod("hello");
return bean;
}
}
这样就把JobDetail和之前QuartzJob所定义的任务关联起来了，接下来看JobDetailFactoryBean：
@Configuration
public class QuartzConfig {
@Bean
public JobDetailFactoryBean jobDetailFactoryBean() {
JobDetailFactoryBean bean = new JobDetailFactoryBean();
// 指定任务类名称
bean.setJobClass(QuartzJob2.class);
// 准备参数
JobDataMap jobDataMap = new JobDataMap();
jobDataMap.put("date", "2020-8-16");
// 传递参数
bean.setJobDataMap(jobDataMap);
return bean;
}
}
这样就把JobDetail和之前定义的QuartzJob2关联起来了，同时传递了参数。
3、配置Trigger
Trigger同样定义在QuartzConfig配置类里，常用的Trigger有SimpleTrigger、CronTrigger等，它们分别可以通过SimpleTriggerFactoryBean、CronTriggerFactoryBean来完成配置，我们先用SimpleTriggerFactoryBean配置的触发器关联MethodInvokingJobDetailFactoryBean配置的JobDetail：
@Configuration
public class QuartzConfig {
@Bean
public SimpleTriggerFactoryBean simpleTriggerFactoryBean() {
SimpleTriggerFactoryBean bean = new SimpleTriggerFactoryBean();
bean.setRepeatCount(10);
bean.setRepeatInterval(2000);
// 关联JobDetail
bean.setJobDetail(methodInvokingJobDetailFactoryBean().getObject());
return bean;
}
}
SimpleTriggerFactoryBean的用法比较简单
再用CronTriggerFactoryBean配置的触发器关联JobDetailFactoryBean配置的JobDetail：
@Configuration
public class QuartzConfig {
@Bean
public CronTriggerFactoryBean cronTriggerFactoryBean() {
CronTriggerFactoryBean bean = new CronTriggerFactoryBean();
bean.setCronExpression("0/2 * * * * ? 2020");
// 关联JobDetail
bean.setJobDetail(jobDetailFactoryBean().getObject());
return bean;
}
}
CronTriggerFactoryBean可以实现类似Spring中@Scheduled的cron表达式的功能，同时支持了年份的配置。
4、配置Scheduler
最后一步就是通过SchedulerFactoryBean来配置Scheduler，来注册Trigger
@Configuration
public class QuartzConfig {
@Bean
public SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean() {
SchedulerFactoryBean bean = new SchedulerFactoryBean();
// 注册两个Trigger
bean.setTriggers(simpleTriggerFactoryBean().getObject(), cronTriggerFactoryBean().getObject());
return bean;
}
}
Quartz会使用异步线程去执行定时任务，不会出现像@Scheduled中定时任务在同一线程同步执行的情况。
到这里Spring Boot集成Quartz整个流程就完成了，运行项目就可以看到定时任务按照预期的效果执行。
