Java中定时任务调度的实现

在工作中遇到一个需求,需要定时自动执行某项功能,这就需要用到定时任务了。

定时任务调度：基于给定的时间点，给定的时间间隔或者给定的执行次数自动执行任务。

定时任务调度的几种实现方式：

Timer：
Timer由JDK自带，不需要引入多余的jar。Java自带的java.util.Timer类，这个类允许你调度一个java.util.TimerTask任务。Timer只有一个后台线程执行任务,使用这种方式可以让你的程序按照某一个频度执行，但不能在指定时间运行。一般用的较少。
Quartz：
使用Quartz，这是一个功能比较强大的的调度器，可以让你的程序在指定时间执行，也可以按照某一个频度执行，配置起来稍显复杂,Quartz拥有后台执行线程池能够使用多个线程。
Spring Task：
Spring3.0以后自带的task，可以将它看成一个轻量级的Quartz，而且使用起来比Quartz简单许多。

Timer代码实现

首先写个需要定时实现的逻辑,这里是简单输出格式化后的时间

public class MyTimerTask extends TimerTask{
    @Override
    public void run() {
        SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println(df.format(System.currentTimeMillis()));
    }
}

然后写定时任务调度类

public class MyTimer {
    public static void main(String[] args){
        //创建timer实例
        Timer timer=new Timer();
        //创建一个MyTimerTask实例
        MyTimerTask myTimerTask=new MyTimerTask();
        //通过timer定时调用myTimerTask中的run方法,因为 TimerTask 类实现了 Runnable 接口。
        timer.schedule(myTimerTask,10*1000,2*1000);
    }
}

QQ截图20180609173715.png

这里的重点是Timer中schedule()方法的三个参数
第一个参数:是 就是我们刚刚写的MyTimerTask类，这里需要继承TimerTask，并实现 run() 方法，因为 TimerTask 类实现了 Runnable 接口。
第二个参数：是程序启动后，timer定时器第一次调用run方法的时间，0表示不指时间，立刻调用。(10*1000表示10秒，因为参数单位是毫秒)
第三个参数：是指第一次调用之后，从第二次开始每隔多长的时间调用一次 run() 方法。单位同样是毫秒。

拓展：

QQ图片20180609191051.png
其实Timer中schedule()方法一共有四种用法，刚刚只是其中一种
schedule(task, time)：time为Date类型，在指定时间执行一次。
schedule(task, firstTime, period)：firstTime为Date类型，从firstTime时刻开始，每隔period毫秒执行一次。
schedule(task, delay)：从现在起过delay毫秒执行一次
QQ截图20180609194229.png
scheduleAtFixedRate(task,delay,period)和schedule(task,delay,period)基本一样
scheduleAtFixedRate(task,firstTime,period)和schedule(task,firstTime,period)基本一样
区别可以参考：https://blog.csdn.net/gtuu0123/article/details/6040159

测试结果:

QQ截图20180609174352.png
每隔两秒输出一次时间，第二个参数在截图上体现不了，需要自己敲出来感受。
注：时效性要求较高的多任务并发作业，复杂的任务的调度不推荐使用

Spring Task

@Configuration
@EnableScheduling
public class SchedulingConfig {
    @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?") // 每5秒执行一次
    public void Scheduled(){
        System.out.println("每5秒在控制台打印一次"+new Date());
    }
}

结果如下

Paste_Image.png

spring task 在计算时间的时候，是根据当前服务器的系统时间进行计算.
如果是每10秒执行一次的话，那么它是从系统时间的0,10,20秒进行计算的.
如果是每1分钟执行一次的话，那么它是从系统时间的1分钟，2分钟进行计算的

如何动态修改cron参数
代码解释 一开始设定的是每20秒执行一次，只要访问下
http://localhost:8080/changeExpression
就可以改成每10秒执行一次了

@RestController
@EnableScheduling
public class ConfigTask implements SchedulingConfigurer{
    private String expression="0/20 * * * * *";
    @RequestMapping("/changeExpression")
    public String changeExpression(){
        expression="0/10 * * * * *";
        return "changeExpression";
    }
@Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
        Runnable task=new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("TaskCronChange task is running ... "+ new Date());
            }
        };
        Trigger trigger=new Trigger() {
            @Override
            public Date nextExecutionTime(TriggerContext triggerContext) {
                CronTrigger cronTrigger=new CronTrigger(expression);
                return cronTrigger.nextExecutionTime(triggerContext);
            }
        };
        scheduledTaskRegistrar.addTriggerTask(task,trigger);
    }
}

.nextExecutionTim()方法是为了返回一个date类型的数据
看起来很多代码，其实就是先实现SchedulingConfigurer接口。
实现里面的方法，缩小成就这样

public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
        Runnable task=new Runnable() {...};
        Trigger trigger=new Trigger() {...};
        scheduledTaskRegistrar.addTriggerTask(task,trigger);
    }

项目需求：
如果有个这样的场景，在某一段时间内要执行特定的操作

@RestController
@EnableScheduling
public class ConfigTask implements SchedulingConfigurer{
    private String expression="0/20 * * * * *";
    @RequestMapping("/changeExpression")
    public String changeExpression(){
        expression="0/10 * * * * *";
        return "changeExpression";
    }
    public void println(long start,long end){
        Date date=new Date();
        long time=date.getTime()/1000;
        if(start<time&&time<end){
            System.out.println("TaskCronChange task is running ... "+ new Date());
        }else {
            System.out.println("TaskCronChange task is stopping ... "+ new Date());
        }
    }
    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
        Runnable task=new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                println(1494306514,1494306634);
            }
        };
        Trigger trigger=new Trigger() {
            @Override
            public Date nextExecutionTime(TriggerContext triggerContext) {
                CronTrigger cronTrigger=new CronTrigger(expression);
                return cronTrigger.nextExecutionTime(triggerContext);
            }
        };
        scheduledTaskRegistrar.addTriggerTask(task,trigger);
    }
}

把时间转化成时间戳，再去对比时间
结果如下

Paste_Image.png

动态添加修改删除定时任务
1.首先需要重新认识一个类ThreadPoolTaskScheduler：线程池任务调度类，能够开启线程池进行任务调度。
2.ThreadPoolTaskScheduler.schedule()方法会创建一个定时计划ScheduledFuture，在这个方法需要添加两个参数，Runnable（线程接口类） 和CronTrigger（定时任务触发器）
3.在ScheduledFuture中有一个cancel可以停止定时任务。

@RestController
@EnableScheduling
public class DynamicTask {
    @Autowired
    private ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler;
    private ScheduledFuture<?> future;
    @Bean
    public ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler() {
        return new ThreadPoolTaskScheduler();
    }

    @RequestMapping("/startCron")
    public String startCron() {
        future = threadPoolTaskScheduler.schedule(new MyRunnable(), new CronTrigger("0/5 * * * * *"));
        System.out.println("DynamicTask.startCron()");
        return "startCron";
    }

    @RequestMapping("/stopCron")
    public String stopCron() {
        if (future != null) {
            future.cancel(true);
        }
        System.out.println("DynamicTask.stopCron()");
        return "stopCron";
    }

    @RequestMapping("/changeCron10")
    public String startCron10() {
        stopCron();// 先停止，在开启.
        future = threadPoolTaskScheduler.schedule(new MyRunnable(), new CronTrigger("*//**//*10 * * * * *"));
        System.out.println("DynamicTask.startCron10()");
        return "changeCron10";
    }

    private class MyRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("DynamicTask.MyRunnable.run()，" + new Date());
        }
    }
}

在私有类MyRunnable中的run方法中可以写入具体的定时任务逻辑
（a）我们首先了一个类DynamicTask;
（b）定义了两个变量，threadPoolTaskScheduler和future 其中future是treadPoolTaskScheduler执行方法schedule的返回值，主要用于定时任务的停止。
（c）编写启动定时器的方法startCron()；
（d）编写停止方法stopCron(),这里编码的时候，需要注意下需要判断下future为null的时候，不然就很容易抛出NullPointerException；
（e）编写修改定时任务执行周期方法changeCron10（），这里的原理就是关闭之前的定时器，创新在创建一个新的定时器。

Quartz

Quartz是OpenSymphony开源组织在Job scheduling领域又一个开源项目，是一个完全由Java编写的开源作业调度框架。
官网地址：http://www.quartz-scheduler.org/
为在Java应用程序中进行作业调度提供了简单却强大的机制。Quartz允许开发人员根据时间间隔来调度作业。它实现了作业和触发器的多对多的关系，还能把多个作业与不同的触发器关联。

Quartz的特点

① 强大的调度功能，spring默认的调度框架， Quartz 很容易与 Spring 集成实现灵活可配置的调度功能，及时系统因故障关闭，任务调度现场的数据并不会丢失
② 灵活的应用方式，运行定义触发器的调度时间表，并可以对触发器和任务进行关联映射，Quartz提供了组件式的监听器，支持任务和调度的多种组合方式，支持调度数据的多种存储方式
③ 分布式和集群能力，Terracotta 收购后在原来功能基础上作了进一步提升。

Quartz核心概念

scheduler：任务调度器
trigger：触发器，用于定义任务调度时间规则
job：任务，即被调度的任务

Quartz任务调度基本实现原理

Quartz 任务调度的核心元素是 scheduler, trigger 和job，其中 trigger 和 job 是任务调度的元数据， scheduler 是实际执行调度的控制器。

trigger 是用于定义调度时间的元素，即按照什么时间规则去执行任务。
Quartz 中主要提供了四种类型的 trigger：SimpleTrigger，CronTirgger，DateIntervalTrigger，和 NthIncludedDayTrigger。这四种 trigger 可以满足企业应用中的绝大部分需求。

job用于表示被调度的任务。
主要有两种类型的 job：无状态的（stateless）和有状态的（stateful）
对于同一个trigger来说，有状态的 job 不能被并行执行，只有上一次触发的任务被执行完之后，才能触发下一次执行。
Job 主要有两种属性：volatility 和 durability，其中 volatility 表示任务是否被持久化到数据库存储，而 durability 表示在没有trigger关联的时候任务是否被保留。两者都是在值为true的时候任务被持久化或保留。
一个job可以被多个trigger关联，但是一个trigger只能关联一个job。

scheduler
由 scheduler 工厂创建：DirectSchedulerFactory 或者 StdSchedulerFactory。
StdSchedulerFactory 使用较多，因为 DirectSchedulerFactory 使用起来不够方便，需要作许多详细的手工编码设置。
Scheduler 主要有三种：RemoteMBeanScheduler， RemoteScheduler 和 StdScheduler。

在maven项目中使用Quartz

在pom.xml文件中添加quartz的依赖：
版本(Apr 19, 2017)

<dependency>
    <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
    <artifactId>quartz</artifactId>
    <version>2.3.0</version>
</dependency>

首先我们需要定义一个任务类，该类需要继承Job类，
添加execute(JobExecutionContext context)方法，在这个方法中就是我们具体的任务执行的地方。

public class HelloJob implements Job{
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) 
                    throws JobExecutionException {
        SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println(df.format(System.currentTimeMillis()));
    }
}

任务调度

public class APP {
    public static void main(String[] args) throws 
                                    SchedulerException, InterruptedException {
        // 获取Scheduler实例
        Scheduler scheduler = StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
        scheduler.start();
        //具体任务.
        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(HelloJob.class)
                                          .withIdentity("job1","group1").build();

        //触发时间点. (每5秒执行1次.)
        SimpleScheduleBuilder simpleScheduleBuilder = SimpleScheduleBuilder
        .simpleSchedule().withIntervalInSeconds(5).repeatForever();
        Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                           .withIdentity("trigger1","group1") .startNow()
                           .withSchedule(simpleScheduleBuilder).build();
        // 交由Scheduler安排触发
        scheduler.scheduleJob(jobDetail,trigger);
    }
}

测试结果:

QQ截图20180609210103.png
结果就是每隔5秒输出一次时间此外还会输出关于触发器的一些信息