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springboot实现定时任务的四种方式小结

六六的小帅 人气:0

因为某些需求,要在特定的时间执行一些任务,比如定时删除服务器存储的数据缓存,定时获取数据以及定时发送推送等等,这时就需要用到定时任务了。定时任务,指的是在编程过程中无须做复杂控制的前提下执行简单的定时操作。

Timer

在java中一个完整的定时任务可以用Timer和TimerTask两个类配合完成。

Timer是一种工具,线程用其安排在后台线程中执行的任务,可安排任务执行一次或者定期重复执行。

TimerTask是由Timer安排执行一次或者重复执行的任务。

Timer中提供了四个方法:

(1)schedule(TimerTask task,Date time)——安排在指定的时间执行指定的任务

(2)schedule(TimerTask task,Date firstTime,long period)——安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定延迟执行

(3)schedule(TimerTask task,long delay)——安排在指定延迟后执行指定的任务

(4)schedule(TimerTask task,long delay,long period)——安排指定的任务在指定的延迟后开始进行重复的固定速率执行

示例:

首先需要创建一个类作为定时任务,该类需要继承TimerTask

public class TimerTask extends java.util.TimerTask{ 
    @Override
    public void run() {
        //这里执行定时任务内容
        System.out.println("+++++++");
    }    
}

然后创建Timer调用之前创建的定时任务

public class TimerTest {
    
    public static void main(String[] args) {
        Timer timer = new Timer();
        TimerTask noticeTask = new TimerTask();
        timer.schedule(noticeTask,0,2000);
        timer.cancel();
        System.out.println("结束");    
    }
 
}

这样定时执行任务的功能就实现了,但Timer有着一定的缺陷:

Timer对于系统时间的改变非常敏感,它对调度的支持是基于绝对时间而不是相对时间。

Timer线程是不会捕获异常的,多线程并行处理定时任务时,Timer运行多个TimerTask时,只要其中之一没有捕获抛出的异常,其他任务便会自动终止运行。同时Timer也不会重新恢复线程的执行,它会错误的认为整个Timer线程都会取消,已经被安排但尚未执行的TimerTask也不会再执行了,新的任务也不能被调度。因此,如果TimerTask抛出未检查的异常,Timer将会产生无法预料的行为。

ScheduledExecutor

Timer是基于绝对时间的,对系统时间比较敏感,而ScheduledExecutor则是基于相对时间。

Timer的内部只有一个线程,如果有多个任务的话就会顺序执行,这样我们的延迟时间和循环时间就会出现问题。而ScheduledThreadPoolExecutor内部是个线程池,可以支持多个任务并发执行,在对延迟任务和循环任务要求严格的时候,就需要考虑使用ScheduledExecutor了。

针对Timer类存在的缺陷,Java 5 推出了基于线程池设计的 ScheduledExecutor,ScheduledExecutor的设计思想是每一个被调度的任务都会由线程池中一个线程去执行,因此任务是并发的,相互之间不会受到干扰,只有当任务的时间到来时,ScheduledExecutor才会真正启动一个线程,其余时间ScheduledExecutor都是处于轮询任务的状态。如果我们设定的调度周期小于任务运行时间,该任务会被重复添加到一个延时任务队列,所以同一时间任务队列中会有多个任务待调度,线程池会首先获取优先级高的任务执行。效果就是任务运行多长时间,调度时间就会变为多久,因为添加到任务队列的任务的延时时间每次都是负数,所以会被立刻执行。

示例:

public class MyScheduledExecutor implements Runnable{
    
    private String jobName;
    
    MyScheduledExecutor() {
        
    }
    
    MyScheduledExecutor(String jobName) {
        this.jobName = jobName;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(jobName + " is running");
    }
 
}
public class MyScheduledExecutorService {
 
    public static void main(String[] args) {
        
        long initialDelay = 3;
        long period = 1;
 
            /**
            *     创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行任务或者定期地执行任务
            *    参数:corePoolSize - 池中所保存的线程数,即使线程是空闲的也包括在内
            */
            ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        
        /**
         *     从现在开始3秒钟之后,每隔1秒钟执行一次job1,ScheduleAtFixedRate是基于固定时间间隔进行任务调度
         *    参数:1、任务体 2、首次执行的延时时间
             *        3、任务执行间隔 4、间隔时间单位
         */
        service.scheduleAtFixedRate(new MyScheduledExecutor("job1"), initialDelay, period, TimeUnit.SECONDS);
        
        /**
         * 从现在开始3秒钟之后,每隔1秒钟执行一次job2,ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短,基于不固定时间间隔进行任务调度
         */
        service.scheduleWithFixedDelay(new MyScheduledExecutor("job2"), initialDelay, period, TimeUnit.SECONDS);
    }
    
}

ScheduledExecutor 配合 Calendar 实现复杂任务调度

示例:设置每星期二的 18:30:00 执行任务

使用 ScheduledExcetuor 和 Calendar 进行任务调度

public class ScheduledExceutorTest2 extends TimerTask {
 
    private String jobName = "";
 
    public ScheduledExceutorTest2(String jobName) {
        super();
        this.jobName = jobName;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Date = " + new Date() + ", execute " + jobName);
    }
 
    /**
     * 计算从当前时间currentDate开始,满足条件dayOfWeek, hourOfDay, minuteOfHour,
     * secondOfMinite的最近时间
     */
    public Calendar getEarliestDate(Calendar currentDate, int dayOfWeek, int hourOfDay, int minuteOfHour,
            int secondOfMinite) {
        // 计算当前时间的WEEK_OF_YEAR,DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE,SECOND等各个字段值
        int currentWeekOfYear = currentDate.get(Calendar.WEEK_OF_YEAR);
        int currentDayOfWeek = currentDate.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
        int currentHour = currentDate.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
        int currentMinute = currentDate.get(Calendar.MINUTE);
        int currentSecond = currentDate.get(Calendar.SECOND);
        // 如果输入条件中的dayOfWeek小于当前日期的dayOfWeek,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
        boolean weekLater = false;
        if (dayOfWeek < currentDayOfWeek) {
            weekLater = true;
        } else if (dayOfWeek == currentDayOfWeek) {
            // 当输入条件与当前日期的dayOfWeek相等时,如果输入条件中的
            // hourOfDay小于当前日期的
            // currentHour,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
            if (hourOfDay < currentHour) {
                weekLater = true;
            } else if (hourOfDay == currentHour) {
                // 当输入条件与当前日期的dayOfWeek, hourOfDay相等时,
                // 如果输入条件中的minuteOfHour小于当前日期的
                // currentMinute,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
                if (minuteOfHour < currentMinute) {
                    weekLater = true;
                } else if (minuteOfHour == currentSecond) {
                    // 当输入条件与当前日期的dayOfWeek, hourOfDay,
                    // minuteOfHour相等时,如果输入条件中的
                    // secondOfMinite小于当前日期的currentSecond,
                    // 则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
                    if (secondOfMinite < currentSecond) {
                        weekLater = true;
                    }
                }
            }
        }
        if (weekLater) {
            // 设置当前日期中的WEEK_OF_YEAR为当前周推迟一周
            currentDate.set(Calendar.WEEK_OF_YEAR, currentWeekOfYear + 1);
        }
        // 设置当前日期中的DAY_OF_WEEK,HOUR_OF_DAY,MINUTE,SECOND为输入条件中的值。
        currentDate.set(Calendar.DAY_OF_WEEK, dayOfWeek);
        currentDate.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, hourOfDay);
        currentDate.set(Calendar.MINUTE, minuteOfHour);
        currentDate.set(Calendar.SECOND, secondOfMinite);
        return currentDate;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScheduledExceutorTest2 test = new ScheduledExceutorTest2("job1");
        // 获取当前时间
        Calendar currentDate = Calendar.getInstance();
        long currentDateLong = currentDate.getTime().getTime();
        System.out.println("Current Date = " + currentDate.getTime().toString());
        // 计算满足条件的最近一次执行时间
        Calendar earliestDate = test.getEarliestDate(currentDate, 3, 18, 30, 00);
        long earliestDateLong = earliestDate.getTime().getTime();
        System.out.println("Earliest Date = " + earliestDate.getTime().toString());
        // 计算从当前时间到最近一次执行时间的时间间隔
        long delay = earliestDateLong - currentDateLong;
        // 计算执行周期为一星期
        long period = 7 * 24 * 60 * 60 * 1000;
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        // 从现在开始delay毫秒之后,每隔一星期执行一次job1
        service.scheduleAtFixedRate(test, delay, period, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
 
}

其核心在于根据当前时间推算出最近一个星期二 18:30:00 的绝对时间,然后计算与当前时间的时间差,作为调用 ScheduledExceutor 函数的参数,计算最近时间要用到 java.util.calendar 的功能。

注解@Scheduled

Spring提供的注解,优点就是配置简单,依赖少,缺点是同一个task,如果前一个还没跑完后面一个就不会触发,不同的task也不能同时运行。因为scheduler的默认线程数为1,配置pool-size为2的话,会导致同一个task前一个还没跑完后面又被触发的问题,不支持集群等。

示例:

yml文件配置:

time:

    cron: 0/5 * * * * *

    interval: 5

启动类添加@EnableScheduling

定时任务:

@Component
public class TimeTask {
    
    @Scheduled(cron = "${time.cron}")
    public void  flush1() throws  Exception{
            System.out.println("Execute1");
        }
    
    @Scheduled(cron = "0/${time.interval} * * * * ?")
    public void  flush2() throws  Exception{
            System.out.println("Execute2");
        }
    
    @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
    public void  flush3() throws  Exception{
            System.out.println("Execute3");
        }
 
}

参数介绍:

fixedDelay

上一次执行完毕时间点之后多长时间再执行。如:

@Scheduled(fixedDelay = 5000) //上一次执行完毕时间点之后5秒再执行

fixedDelayString

与 fixedDelay 意思相同,只是使用字符串的形式。唯一不同的是支持占位符。如:

@Scheduled(fixedDelayString = "5000") //上一次执行完毕时间点之后5秒再执行

占位符的使用:

@Scheduled(fixedDelayString = "${time.fixedDelay}")
void testFixedDelayString() {
     System.out.println("Execute”);
}

fixedRate

上一次开始执行时间点之后多长时间再执行。如:

@Scheduled(fixedRate = 5000) //上一次开始执行时间点之后5秒再执行

fixedRateString

与 fixedRate 意思相同,只是使用字符串的形式。唯一不同的是支持占位符。

initialDelay

第一次延迟多长时间后再执行。如:

@Scheduled(initialDelay=1000, fixedRate=5000) //第一次延迟1秒后执行,之后按fixedRate的规则每5秒执行一次

initialDelayString

与 initialDelayString 意思相同,只是使用字符串的形式。唯一不同的是支持占位符。

cron表达式

cron表达式是一个字符串,字符串以5或6个空格隔开,分成6或7个域,每一个域代表一个含义。

cron表达式语法:

[秒]   [分]   [小时]   [日]   [月]   [周]   [年]

注:[年]不是必须的域,可以省略[年],则一共6个域

其中各个域的定义如下:

序号说明必填允许填写的值允许的通配符
10-59, - * /
20-59, - * /
30-23, - * /
41月31日, - * ? / L W
51-12 / JAN-DEC, - * /
61-7 / SUN-SAT, - * ? / L #
71970-2099, - * /

Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感,对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。星号(*):可用在所有字段中,表示对应时间域的每一个时刻,例如, 在分钟字段时,表示“每分钟”;
问号(?):该字符只在日期和星期字段中使用,它通常指定为“无意义的值”,相当于点位符;

示例:

表示式说明
0 0 12 * * ?每天12点运行
0 15 10 ? * *每天10:15运行
0 15 10 * * ?每天10:15运行
0 15 10 * * ? *每天10:15运行
0 15 10 * * ? 2008在2008年的每天10:15运行
0 * 14 * * ?每天14点到15点之间每分钟运行一次,开始于14:00,结束于14:59。
0 0/5 14 * * ?每天14点到15点每5分钟运行一次,开始于14:00,结束于14:55。
0 0/5 14,18 * * ?每天14点到15点每5分钟运行一次,此外每天18点到19点每5钟也运行一次。
0 0-5 14 * * ?每天14:00点到14:05,每分钟运行一次。
0 10,44 14 ? 3 WED3月每周三的14:10分到14:44,每分钟运行一次。
0 15 10 ? * MON-FRI每周一,二,三,四,五的10:15分运行。
0 15 10 15 * ?每月15日10:15分运行。
0 15 10 L * ?每月最后一天10:15分运行。
0 15 10 ? * 6L每月最后一个星期五10:15分运行。
0 15 10 ? * 6L 2007-2009在2007,2008,2009年每个月的最后一个星期五的10:15分运行。
0 15 10 ? * 6#3每月第三个星期五的10:15分运行。

Quartz

Quartz 是一个完全由 Java 编写的开源作业调度框架,它可以集成在几乎任何Java应用程序中进行作业调度。

Quartz 可以与 J2EE 与 J2SE 应用程序相结合也可以单独使用。

Quartz 允许程序开发人员根据时间的间隔来调度作业。

Quartz 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的运行环境

Quartz 可以运行嵌入在另一个独立式应用程序。

Quartz 可以在应用程序服务器(或 servlet 容器)内被实例化,并且参与 XA 事务。

Quartz 可以作为一个独立的程序运行(其自己的 Java 虚拟机内),可以通过 RMI 使用。

Quartz 可以被实例化,作为独立的项目集群(负载平衡和故障转移功能),用于作业的执行。

Job

代表一个工作,要执行的具体内容。此接口中只有一个方法,如下:

public class QuartzJob implements Job {
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println(new Date());
    }
}

可以通过实现该接口来定义需要执行的任务。

JobDetail

用于定义作业的实例,代表一个具体的可执行的调度程序,Job 是这个可执行程调度程序所要执行的内容,另外 JobDetail 还包含了这个任务调度的方案和策略。

Trigger

代表一个调度参数的配置,什么时候去调。

1>  SimpleTrigger:在某个时间段内实现定时任务的重复执行。

参数:startTime(开始时间)、endTime(结束时间)、repeatCount(重复数次)、repeatInterval(重复执行间隔)

2>  CronTrigger:基于日历的概念执行计划,这个trigger是最常用的。

参数:startTime(开始时间)、endTime(结束时间)、cronExpression(定时表达式)、timeZone(时区,默认获取jvm所在时区)

Scheduler

代表一个调度容器,一个调度容器中可以注册多个 JobDetail 和 Trigger。当 Trigger 与 JobDetail 组合,就可以被 Scheduler 容器调度了。

Calendar

是一些日历特定时间的集合。一个Trigger可以和多个calendar关联,可以通过calendar在指定时间不执行任务。

示例:服务启动5秒后执行,任务间隔2秒,服务启动15秒后关闭

依赖

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

任务调度

@Component
//SpringBoot服务启动执行
public class CronScheduler implements CommandLineRunner {
 
    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        JobDetail build = JobBuilder.newJob(QuartzJob.class)
                .withIdentity("myJob", "group1")
                .build();
        Date date = new Date();
        long startTime = date.getTime() + 5000;
        long endTime = date.getTime() + 15000;
        CronTrigger c = TriggerBuilder.newTrigger()
                .startAt(new Date(startTime))
                .endAt(new Date(endTime))
                .withIdentity("CronTrigger1", "t1")
                .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0/2 * * * * ?"))
                .build();
        Scheduler scheduler = StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
        //设置调度的job和trigger
        scheduler.scheduleJob(build, c);
        //开启调度
        scheduler.start();
        //暂停,可以重新启动
        //scheduler.standby();
        //停止调度程序触发触发器,并清除与调度程序关联的所有资源
        //scheduler.shushutdown();
    }
    
}

具体执行的任务

public class QuartzJob implements Job {
 
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println(new Date());
    }
 
}

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