spring schedule配置多任务动态cron(增删启停)

一、背景

之前公司经常会遇到配置定时任务，简单的任务可以直接依赖spring。
简单任务直接使用 @scheduled 注解配合@EnableScheduling。
但是如何实现简单的动态cron呢？

开发原则：
尽可能在项目本身去实现，少依赖第三方框架，避免项目过于臃肿和复杂。

俩种任务调度方式：

二、本篇说明

springBoot 基础模块 spring-boot-starter-web 已经内置 schedule ，无需引入额外依赖。
先思考几个问题：

1、动态 cron 实现的原理

任务的 【 停止】是基于 future接口 的cancel() 方法。
任务的 【增加、删除、启动】是基于 注册到 类ScheduledTaskRegistrar 的 ScheduledFuture的数量。
涉及核心类：

• ScheduledFuture
• SchedulingConfigurer
• ScheduledTaskRegistrar

2、多任务并行执行配置
spring默认机制对schedule是单线程，需要配置多线程并行执行。

3、如何配置多个任务
好多博文，都是配置一个cron，这让初学者很难受。

4、如何配置任务分组
根据自己业务背景，可根据步骤三，进行改造。

5、如何配置服务启动自启任务。
想要程序启动时首次去加我们设置的task，只需实现 CommandLineRunner 即可。

6、如何从数据库读取配置
这个其实很简单，在实现 ScheduledTaskRegistrar 时，先直接查询我们需要的数据即可。

7、如何优雅的实现我们的代码
这里为了我们多个task实现时，去除臃肿的if else ，使用策略模式去实现我们的task，这里代码里面会具体介绍。

参考类图：

8、如何去触发我们的schedule 【增删启停】
配置好 task任务类，注入到 controller ，通过接口直接调用即可。

三、代码实现

先贴出我的github 代码，下面代码描述不全。

• 普通多任务动态cron
• 分组多任务动态cron

1. 普通多任务动态cron 实现

1.1 对应数据库的实体类 TaskEntity

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class TaskEntity {
  /**
   * 任务id
   */
  private int taskId;
  /**
   * 任务说明
   */
  private String desc;
  /**
   * cron 表达式
   */
  private String expression;
}

1.2 配置每个任务实现

配置任务接口 TaskService

public interface TaskService {

  void HandlerJob();

  Integer jobId();

}

配置任务接口实现 TaskServiceJob1Impl、TaskServiceJob2Impl …

@Service
public class TaskServiceJob1Impl implements TaskService {
  @Override
  public void HandlerJob() {
    System.out.println("------job1 开始执行---------："+new Date());

    System.out.println(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()) + "  " + Thread.currentThread().getName() + "  任务一启动");
    try {
      Thread.sleep(10000);//任务耗时10秒
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()) + "  " + Thread.currentThread().getName() + "  结束");

  }

  @Override
  public Integer jobId() {
    return 1;
  }
}

1.3 配置任务解析器 TaskSolverChooser

注：
这里引入策略模式
为啥要配置 任务解析器选择器:
因为我们实现多个任务时，一个任务对应一个 CronTask，需要在 MyScheduledTask 里面去实现我们每一个方法。
譬如，我们有100个任务就要自定义100个任务实现方法，代码会很臃肿，明显不符合，【开闭原则】，于是这里采用策略模式，解耦我们多个任务业务实现逻辑。

@Slf4j
@Component
public class TaskSolverChooser implements ApplicationContextAware {

  private ApplicationContext applicationContext;

  private Map<Integer, TaskService> chooseMap = new HashMap<>(16);

  /**
   * 拿到spring context 上下文
   */
  @Override
  public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    this.applicationContext = applicationContext;
  }

  @PostConstruct
  private void registerToTaskSolver(){
    Map<String, TaskService> taskServiceMap = applicationContext.getBeansOfType(TaskService.class);
    for (TaskService value : taskServiceMap.values()) {
      chooseMap.put(value.jobId(), value);
      log.info("task {} 处理器: {} 注册成功",new Object[]{value.jobId(),value});
    }
  }

  /**
   * 获取需要的job
   */
  public TaskService getTask(Integer jobId){
    return chooseMap.get(jobId);
  }
}

1.4 配置MyScheduledTask （动态cron核心配置）

说明：
1、配置多线程执行任务
2、配置 刷新 task
3、配置 停止 task
4、配置 执行task 业务逻辑

@Component
public class MyScheduledTask implements SchedulingConfigurer {

  private volatile ScheduledTaskRegistrar registrar;

  private final ConcurrentHashMap<Integer, ScheduledFuture<?>> scheduledFutures = new ConcurrentHashMap<>();
  private final ConcurrentHashMap<Integer, CronTask> cronTasks = new ConcurrentHashMap<>();

  @Autowired
  private TaskSolverChooser taskSolverChooser;

  @Override
  public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar registrar) {

    //设置20个线程,默认单线程,如果不设置的话，不能同时并发执行任务
    registrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(10));
    this.registrar = registrar;
  }

  /**
   * 修改 cron 需要 调用该方法
   */
  public void refresh(List<TaskEntity> tasks){
    //取消已经删除的策略任务
    Set<Integer> sids = scheduledFutures.keySet();
    for (Integer sid : sids) {
      if(!exists(tasks, sid)){
        scheduledFutures.get(sid).cancel(false);
      }
    }
    for (TaskEntity TaskEntity : tasks) {
      String expression = TaskEntity.getExpression();
      //计划任务表达式为空则跳过
      if(!StringUtils.hasLength(expression)){
        continue;
      }
      //计划任务已存在并且表达式未发生变化则跳过
      if (scheduledFutures.containsKey(TaskEntity.getTaskId())
          && cronTasks.get(TaskEntity.getTaskId()).getExpression().equals(expression)) {
        continue;
      }
      //如果策略执行时间发生了变化，则取消当前策略的任务
      if(scheduledFutures.containsKey(TaskEntity.getTaskId())){
        scheduledFutures.get(TaskEntity.getTaskId()).cancel(false);
        scheduledFutures.remove(TaskEntity.getTaskId());
        cronTasks.remove(TaskEntity.getTaskId());
      }
      //业务逻辑处理
      CronTask task = cronTask(TaskEntity, expression);

      //执行业务
      ScheduledFuture<?> future = registrar.getScheduler().schedule(task.getRunnable(), task.getTrigger());
      cronTasks.put(TaskEntity.getTaskId(), task);
      scheduledFutures.put(TaskEntity.getTaskId(), future);
    }
  }

  /**
   * 停止 cron 运行
   */
  public void stop(List<TaskEntity> tasks){
    tasks.forEach(item->{
      if (scheduledFutures.containsKey(item.getTaskId())) {
        // mayInterruptIfRunning设成false话，不允许在线程运行时中断，设成true的话就允许。
        scheduledFutures.get(item.getTaskId()).cancel(false);
        scheduledFutures.remove(item.getTaskId());
      }
    });
  }

  /**
   * 业务逻辑处理
   */
  public CronTask cronTask(TaskEntity TaskEntity, String expression) {
    return new CronTask(() -> {
          //每个计划任务实际需要执行的具体业务逻辑
          //采用策略，模式 ，执行我们的job
          taskSolverChooser.getTask(TaskEntity.getTaskId()).HandlerJob();
        }, expression);
  }

  private boolean exists(List<TaskEntity> tasks, Integer tid){
    for(TaskEntity TaskEntity:tasks){
      if(TaskEntity.getTaskId() == tid){
        return true;
      }
    }
    return false;
  }

  @PreDestroy
  public void destroy() {
    this.registrar.destroy();
  }

}

1.5 配置程序启动时首次去加我们设置的task

@Component
public class StartInitTask implements CommandLineRunner {

  @Autowired
  private MyScheduledTask myScheduledTask;

  @Override
  public void run(String... args) throws Exception {
    List<TaskEntity> list = Arrays.asList(
        new TaskEntity(1, "测试1", "0/1 * * * * ?"),
        new TaskEntity(2, "测试2", "0/1 * * * * ?")
    );
    myScheduledTask.refresh(list);
  }
}

1.6 配置web接口去触发，增删启停

@RestController
public class StartController {

  @Autowired
  private MyScheduledTask scheduledTask;

  @PostMapping(value = "/startOrChangeCron")
  public String changeCron(@RequestBody List<TaskEntity> list){
    if (CollectionUtils.isEmpty(list)) {
      // 这里模拟存在数据库的数据
      list = Arrays.asList(
          new TaskEntity(1, "测试1","0/1 * * * * ?") ,
          new TaskEntity(2, "测试2","0/1 * * * * ?")
      );
    }
    scheduledTask.refresh(list);
    return "task任务:" + list.toString() + "已经开始运行";
  }

  @PostMapping(value = "/stopCron")
  public String stopCron(@RequestBody List<TaskEntity> list){
    if (CollectionUtils.isEmpty(list)) {
      // 这里模拟将要停止的cron可通过前端传来
      list = Arrays.asList(
          new TaskEntity(1, "测试1","0/1 * * * * ?") ,
          new TaskEntity(2, "测试2","0/1 * * * * ?")
      );
    }
    scheduledTask.stop(list);
    List<Integer> collect = list.stream().map(TaskEntity::getTaskId).collect(Collectors.toList());
    return "task任务:" + collect.toString() + "已经停止启动";
  }

}

2. 分组多任务动态cron 实现

实现原理：
基于反射实现，根据方法全类名，去动态执行方法。多任务分组配置，根据任务类型进行分组。
eg：
定时任务人员的相关操作，有检测人员离职状态，人员业绩达标，人员考勤…等，
作用：
对人员定时任务做一个分类，在同一个类里面去实现不同的task，
比较
《1. 普通多任务动态cron 实现》，是一个类可以实现一个task
《2. 分组多任务动态cron 实现》，是一个类可以实现多个task
详细可参考： 分组多任务动态cron

3 测试记录

测试1 项目启动自启
TaskServiceJob1Impl和TaskServiceJob1Impl … 设置 阻塞10s
观察日志时间可发现，已经同时并发执行俩个任务。

测试2 触发 刷新【增、删、启】我们的task，。
其实这里没这么智能，如果需要触发刷新接口，实际上是重新加载我们的task，就是对应触发我们，增加任务任务，删除任务，启动任务。
使用idea插件测试接口

观察日志

测试3 触发 停止接口，停止一个接口。
这里测试略过…

四、总结

其实实现简单的动态配置，以上代码可用，比较简单。

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