定时任务

项目开发中会涉及很多需要定时执行的代码，如每日凌晨对前一日的数据进行汇总，或者系统缓存的清理、对每日的数据进行分析和总结等需求，这些都是定时任务。单体系统和分布式系统的分布式任务有很大的区别，单体系统就一个任务执行类，非常简单，分布式系统则要保证定时任务执行的唯一性，不能让一个定时任务被执行多次。

实现定时任务的5种方式

Java定时任务目前主要有以下5种实现方式。

JDK自带的实现方式，如JDK自带的Timer和JDK 1.5+新增的ScheduledExecutor- Service；

elastic-job：功能完备的分布式定时任务框架；

Spring 3.0以后自带的task：可以将它看成一个轻量级的任务调度；

使用Quartz实现定时任务；

分布式任务调度：可以使用国产组件XXL-Job实现。

下面分别讲解不同的定时任务的实现。

实战：基于JDK方式实现简单定时

使用JDK方式实现定时任务有两种方法：

（1）第一种是使用Timer类进行实现，Timer是JDK自带的定时任务执行类，任何项目都可以直接使用Timer来实现定时任务，因此Timer的优点就是使用方便。但是Timer的缺点也很明显，这是个单线程的实现，如果任务执行时间太长或者发生异常，则会影响其他任务执行。在开发和测试环境中可以用Timer类进行测试，强烈建议在生产环境中谨慎使用，使用Timer实现的定时任务代码如下：

package com.example.springextenddemo.dingshi;

import java.time.LocalDateTime;

import java.time.format.DateTimeFormatter;

import java.util.Timer;

import java.util.TimerTask;

public class TimerDemo {

//定义时间格式

private static DateTimeFormatter pattern =

DateTimeFormatter.ofPattern

("yyyy-MM-dd HH:MM:ss");

public static void main(String[] args) {

Timer timer = new Timer();

/**

* 从当前时刻开始，每1s执行一次，方法的入参单位为毫秒（ms，1000毫秒即

1s）

*/

timer.schedule(new MyTask(),0,1000);

}

/**

* 自定义任务实现

*/

private static class MyTask extends TimerTask {

@Override

public void run() {

LocalDateTime now = LocalDateTime.now();

System.out.println("这是定时任务,时间

是:"+pattern.format(now));

}

}

}

执行当前的main()方法，可以看到控制台打印的定时任务日志如图6.10所示。

Timer类设定定时任务有以下3种重载方法：

schedule(TimerTask task, long delay)：延迟delay毫秒再执行任务；

schedule(TimerTask task, Date time)：在特定的时间执行任务；

schedule(TimerTask task, long delay, long period)：延迟delay毫秒执行并每隔period毫秒执行一次。

（2）使用JDK实现定时任务的第二种方式就是使用ScheduledExecutorService类。该类是Java 1.5后新增的定时任务接口，主要有以下几种方法：

public interface ScheduledExecutorService extends ExecutorService {

public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,

long delay, TimeUnit unit); public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,

long delay, TimeUnit unit);

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,

long initialDelay,

long period,

TimeUnit unit);

public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable

command,

long initialDelay,

long delay,

TimeUnit unit);

}

ScheduledExecutorService类的基本原理和Timer相似，下面使用ScheduledExecutor- Service实现和Timer一样的定时任务功能：

package com.example.springextenddemo.dingshi;

import java.time.LocalDateTime;

import java.time.format.DateTimeFormatter;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledExecutorServiceDemo {

//时间格式

private static DateTimeFormatter pattern =

DateTimeFormatter.ofPattern

("yyyy-MM-dd HH:MM:ss");

public static void main(String[] args) {

ScheduledExecutorService service =

Executors.newScheduledThreadPool(1);

service.scheduleAtFixedRate(() -> { LocalDateTime now = LocalDateTime.now();

System.out.println("schedule 这是定时任务,时间是:" +

pattern.format(now));

}, 0, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

}

}

执行main()方法，控制台打印的日志如图6.11所示，与上面的Timer实现了相同的效果。在开发过程中，如果只是简单的定时任务，建议直接采用ScheduleExecutorsService类来处理，这是线程池技术，能够实现线程的复用。

实战：基于Spring Task实现定时任务

Spring Task的核心实现类位于spring-context包中，在Spring项目中可以直接使用该定时任务类。下面演示Spring Task定时任务的实现过程。添加一个新的类SpringTaskDemo，代码如下：

package com.example.springextenddemo.dingshi;

import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;

import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;

import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDateTime;

import java.time.format.DateTimeFormatter;

@EnableScheduling //开启定时任务

@Component

public class SpringTaskDemo {

private static DateTimeFormatter pattern =

DateTimeFormatter.ofPattern

("yyyy-MM-dd HH:MM:ss");

/**

* 每秒钟执行一次

*/

@Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")

public void cron() {

LocalDateTime now = LocalDateTime.now();

System.out.println("spring task 这是定时任务,时间是:" +

pattern.format(now));

}

}

再次启动SpringBoot项目，然后就可以自动启动Spring Task了，定时任务执行结果如图6.12所示。@EnableScheduling注解表示开启SpringTask任务，如果不开启，就没有办法执行定时任务。@Scheduled(cron = "0/1 * ** * ?")注解表示每分钟执行一次，注解中的“0/1 * * * * ?”是cron表达式，cron表达式包括Seconds、Minutes、Hours、Day-of-Month、Month、Day-of-Week和Year（可选字段），它们之间以空隔分隔。读者可根据要实现的业务完成cron表达式的拼接。cron中一些特殊字符的含义如表6.3所示。

@Scheduled注解支持非常多的参数，以帮助开发者快速完成定时任务的开发，这些参数如下：

cron：cron表达式，指定任务在特定的时间执行；

fixedDelay：上一次任务执行完成后隔多长时间再次执行，参数类型为long，单位为ms；

fixedDelayString：与fixedDelay的含义一样，只是参数类型变为String；

fixedRate：按一定的频率执行任务，参数类型为long，单位为ms；fixedRateString：与fixedRate的含义一样，只是参数类型变为String；

initialDelay：第一次任务延迟多久再执行，参数类型为long，单位为ms；

initialDelayString：与initialDelay的含义一样，只是参数类型变为String；

zone：时区，默认为当前时区，一般不用。

基于Spring Task强大的功能和便捷性，在开发Spring项目时，笔者推荐

使用Spring Task完成定时任务的需求。

实战：基于Quartz实现定时调度

Quartz是一个由Java编写的开源任务调度框架，其通过触发器设置作业定时运行规则，控制作业的运行时间。Quartz还可以搭建成集群服务，其中，Quartz集群通过故障切换和负载平衡的功能，能给调度器带来高可用性和伸缩性。我们一般用Quartz来执行定时任务，如定时发送信息、定时生成报表等。在分布式系统中，也可以使用Quartz完成任务调度的需求。

Quartz框架的核心组件包括调度器、触发器和作业。调度器是作业的总指挥，触发器是作业的操作者，作业为应用的功能模块。

Quartz框架中的Job为任务接口，该接口只有一个方法voidexecute(JobExecution- Context context)，自定义定时任务的类需要实现Job接口并重写execute()方法，在该方法中完成定时业务逻辑。

JobExecutionContext类提供了调度上下文的各种信息。每次执行Job时均需要重新创建一个Job实例。

下面再介绍几个Quartz常用的几个类：JobDetail类用来描述Job的实现类及其他相关的静态信息；Trigger类是定时任务的定时管理工具，一个Trigger只能对应一个定时任务，而一个定时任务却可对应多个触发器；

Scheduler类是定时任务的管理容器，是Quartz最上层的接口，它管理所有触发器和定时任务，使它们协调工作，每个Scheduler都保存有JobDetail和Trigger的注册信息，一个Scheduler类中可以注册多个JobDetail和多个Trigger。

基于以上介绍，使用Quartz重新实现6.2.2小节的定时任务。

（1）在pom.xml中添加Quartz的依赖，其坐标如下：

<dependency>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>

</dependency>

（2）修改log4j2.xml的日志记录器，添加Quartz包的日志级别为INFO，不要打印DEBUG级别的日志。

<loggers>

<!--Spring和MyBatis的日志级别为INFO-->

<logger name="org.springframework" level="INFO"></logger>

<logger name="org.mybatis" level="INFO"></logger>

<logger name="org.quartz" level="INFO"></logger>

<!-- 自定义包设置为INFO，则可以看见输出的日志不包含DEBUG输出了 -->

<logger name="com.example.springextenddemo" level="INFO"/>

<root level="all">

<appender-ref ref="myAppender"/>

</root>

</loggers>

（3）自定义任务执行类，添加Quartz的任务类：

package com.example.springextenddemo.dingshi;import org.quartz.JobExecutionContext;

import org.quartz.JobExecutionException;

import org.springframework.scheduling.quartz.QuartzJobBean;

import java.time.LocalDateTime;

import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class MyQuartzTask extends QuartzJobBean{

private static DateTimeFormatter pattern =

DateTimeFormatter.ofPattern

("yyyy-MM-dd HH:MM:ss");

@Override

public void executeInternal(JobExecutionContext context) throws

JobExecutionException {

LocalDateTime now = LocalDateTime.now();

System.out.println("quartz 这是定时任务,时间是:" +

pattern.format(now));

}

}

（4）添加Quzrtz的配置类，配置定时任务的执行时间和频率。

package com.example.springextenddemo.dingshi;

import org.quartz.*;

import org.springframework.context.annotation.Bean;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration

public class QuartzConfig {

@Bean

public JobDetail testQuartz1() {

return JobBuilder.newJob(MyQuartzTask.class).withIdentity

("myQuartzTask") .storeDurably().build();

}

@Bean

public Trigger testQuartzTrigger1() {

//1s执行一次

SimpleScheduleBuilder scheduleBuilder =

SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()

.withIntervalInSeconds(1)

.repeatForever();

return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(testQuartz1())

.withIdentity("myQuartzTask")

.withSchedule(scheduleBuilder)

.build();

}

}

（5）启动当前项目会自动加载定时任务，通过控制台就能看到Quartz定时任务的执行情况，控制台打印的日志如图6.13所示。

至此，在项目中使用定时任务的例子便介绍完了，在开发中可以直接使用Timer或者ScheduledExecutorService进行定时任务的测试，在实际的生产环境中，应根据项目情况选择使用Spring Task或者Quartz来实现需求。