详解SpringBoot定时任务功能

目录

• 一 背景
• 二 动态定时任务调度
• 三 多节点任务执行问题
• 四 后记

一 背景

项目中需要一个可以动态新增定时定时任务的功能，现在项目中使用的是xxl-job定时任务调度系统，但是经过一番对xxl-job功能的了解，发现xxl-job对项目动态新增定时任务，动态删除定时任务的支持并不是那么好，所以需要自己手动实现一个定时任务的功能

二 动态定时任务调度

1 技术选择

Timer or ScheduledExecutorService

这两个都能实现定时任务调度，先看下Timer的定时任务调度

  public class MyTimerTask extends TimerTask {
    private String name;
    public MyTimerTask(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void run() {
        //task
        Calendar instance = Calendar.getInstance();
        System.out.println(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(instance.getTime()));
    }
}
Timer timer = new Timer();
MyTimerTask timerTask = new MyTimerTask("NO.1");
//首次执行,在当前时间的1秒以后,之后每隔两秒钟执行一次
timer.schedule(timerTask,1000L,2000L);

在看下ScheduledThreadPoolExecutor的实现

//org.apache.commons.lang3.concurrent.BasicThreadFactory
ScheduledExecutorService executorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1,
    new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("example-schedule-pool-%d").daemon(true).build());
executorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        //do something
    }
},initialDelay,period, TimeUnit.HOURS);

两个都能实现定时任务，那他们的区别呢，使用阿里p3c会给出建议和区别

多线程并行处理定时任务时，Timer运行多个TimeTask时，只要其中之一没有捕获抛出的异常，其它任务便会自动终止运行，使用ScheduledExecutorService则没有这个问题。

从建议上来看，是一定要选择ScheduledExecutorService了，我们看看源码看看为什么Timer出现问题会终止执行

/**
 * The timer thread.
 */
private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);
public Timer() {
    this("Timer-" + serialNumber());
}
public Timer(String name) {
    thread.setName(name);
    thread.start();
}

新建对象时，我们看到开启了一个线程，那么这个线程在做什么呢？一起看看

class TimerThread extends Thread {
  boolean newTasksMayBeScheduled = true;
  /**
   * 每一件一个任务都是一个quene
   */
  private TaskQueue queue;
  TimerThread(TaskQueue queue) {
      this.queue = queue;
  }
  public void run() {
      try {
          mainLoop();
      } finally {
          // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
          synchronized(queue) {
              newTasksMayBeScheduled = false;
              queue.clear();  // 清除所有任务信息
          }
      }
  }
  /**
   * The main timer loop.  (See class comment.)
   */
  private void mainLoop() {
      while (true) {
          try {
              TimerTask task;
              boolean taskFired;
              synchronized(queue) {
                  // Wait for queue to become non-empty
                  while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
                      queue.wait();
                  if (queue.isEmpty())
                      break; // Queue is empty and will forever remain; die
                  // Queue nonempty; look at first evt and do the right thing
                  long currentTime, executionTime;
                  task = queue.getMin();
                  synchronized(task.lock) {
                      if (task.state == TimerTask.CANCELLED) {
                          queue.removeMin();
                          continue;  // No action required, poll queue again
                      }
                      currentTime = System.currentTimeMillis();
                      executionTime = task.nextExecutionTime;
                      if (taskFired = (executionTime<=currentTime)) {
                          if (task.period == 0) { // Non-repeating, remove
                              queue.removeMin();
                              task.state = TimerTask.EXECUTED;
                          } else { // Repeating task, reschedule
                              queue.rescheduleMin(
                                task.period<0 ? currentTime   - task.period
                                              : executionTime + task.period);
                          }
                      }
                  }
                  if (!taskFired) // Task hasn't yet fired; wait
                      queue.wait(executionTime - currentTime);
              }
              if (taskFired)  // Task fired; run it, holding no locks
                  task.run();
          } catch(InterruptedException e) {
          }
      }
  }
}

我们看到，执行了 mainLoop(),里面是 while (true)方法无限循环，获取程序中任务对象中的时间和当前时间比对，相同就执行，但是一旦报错，就会进入finally中清除掉所有任务信息。

这时候我们已经找到了答案，timer是在被实例化后，启动一个线程，不间断的循环匹配，来执行任务，他是单线程的，一旦报错，线程就终止了，所以不会执行后续的任务，而ScheduledThreadPoolExecutor是多线程执行的，就算其中有一个任务报错了，并不影响其他线程的执行。

2 使用ScheduledThreadPoolExecutor

从上面看，使用ScheduledThreadPoolExecutor还是比较简单的，但是我们要实现的更优雅一些，所以选择 TaskScheduler来实现

@Component
public class CronTaskRegistrar implements DisposableBean {
    private final Map<Runnable, ScheduledTask> scheduledTasks = new ConcurrentHashMap<>(16);
    @Autowired
    private TaskScheduler taskScheduler;
    public TaskScheduler getScheduler() {
        return this.taskScheduler;
    }
    public void addCronTask(Runnable task, String cronExpression) {
        addCronTask(new CronTask(task, cronExpression));
    }
    private void addCronTask(CronTask cronTask) {
        if (cronTask != null) {
            Runnable task = cronTask.getRunnable();
            if (this.scheduledTasks.containsKey(task)) {
                removeCronTask(task);
            }
            this.scheduledTasks.put(task, scheduleCronTask(cronTask));
        }
    }
    public void removeCronTask(Runnable task) {
        Set<Runnable> runnables = this.scheduledTasks.keySet();
        Iterator it1 = runnables.iterator();
        while (it1.hasNext()) {
            SchedulingRunnable schedulingRunnable = (SchedulingRunnable) it1.next();
            Long taskId = schedulingRunnable.getTaskId();
            SchedulingRunnable cancelRunnable = (SchedulingRunnable) task;
            if (taskId.equals(cancelRunnable.getTaskId())) {
                ScheduledTask scheduledTask = this.scheduledTasks.remove(schedulingRunnable);
                if (scheduledTask != null){
                    scheduledTask.cancel();
                }
            }
        }
    }
    public ScheduledTask scheduleCronTask(CronTask cronTask) {
        ScheduledTask scheduledTask = new ScheduledTask();
        scheduledTask.future = this.taskScheduler.schedule(cronTask.getRunnable(), cronTask.getTrigger());
        return scheduledTask;
    }
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        for (ScheduledTask task : this.scheduledTasks.values()) {
            task.cancel();
        }
        this.scheduledTasks.clear();
    }
}

TaskScheduler是本次功能实现的核心类，但是他是一个接口

public interface TaskScheduler {
   /**
    * Schedule the given {@link Runnable}, invoking it whenever the trigger
    * indicates a next execution time.
    * <p>Execution will end once the scheduler shuts down or the returned
    * {@link ScheduledFuture} gets cancelled.
    * @param task the Runnable to execute whenever the trigger fires
    * @param trigger an implementation of the {@link Trigger} interface,
    * e.g. a {@link org.springframework.scheduling.support.CronTrigger} object
    * wrapping a cron expression
    * @return a {@link ScheduledFuture} representing pending completion of the task,
    * or {@code null} if the given Trigger object never fires (i.e. returns
    * {@code null} from {@link Trigger#nextExecutionTime})
    * @throws org.springframework.core.task.TaskRejectedException if the given task was not accepted
    * for internal reasons (e.g. a pool overload handling policy or a pool shutdown in progress)
    * @see org.springframework.scheduling.support.CronTrigger
    */
   @Nullable
   ScheduledFuture<?> schedule(Runnable task, Trigger trigger);

前面的代码可以看到，我们在类中注入了这个类，但是他是接口，我们怎么知道是那个实现类呢，以往出现这种情况要在类上面加@Primany或者@Quality来执行实现的类，但是我们看到我的注入上并没有标记，因为是通过另一种方式实现的

@Configuration
public class SchedulingConfig {
    @Bean
    public TaskScheduler taskScheduler() {
        ThreadPoolTaskScheduler taskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        // 定时任务执行线程池核心线程数
        taskScheduler.setPoolSize(4);
        taskScheduler.setRemoveOnCancelPolicy(true);
        taskScheduler.setThreadNamePrefix("TaskSchedulerThreadPool-");
        return taskScheduler;
    }
}

在spring初始化时就注册了Bean TaskScheduler，而我们可以看到他的实现是ThreadPoolTaskScheduler，在网上的资料中有人说ThreadPoolTaskScheduler是TaskScheduler的默认实现类，其实不是，还是需要我们去指定，而这种方式，当我们想替换实现时，只需要修改配置类就行了，很灵活。

而为什么说他是更优雅的实现方式呢，因为他的核心也是通过ScheduledThreadPoolExecutor来实现的

public ScheduledExecutorService getScheduledExecutor() throws IllegalStateException {
   Assert.state(this.scheduledExecutor != null, "ThreadPoolTaskScheduler not initialized");
   return this.scheduledExecutor;
}

三 多节点任务执行问题

这次的实现过程中，我并没有选择xxl-job来进行实现，而是采用了TaskScheduler来实现，这也产生了一个问题，xxl-job是分布式的程序调度系统，当想要执行定时任务的应用使用xxl-job时，无论应用程序中部署多少个节点，xxl-job只会选择其中一个节点作为定时任务执行的节点，从而不会产生定时任务在不同节点上同时执行，导致重复执行问题，而使用TaskScheduler来实现，就要考虑多节点重复执行问题。当然既然有问题，就有解决方案

· 方案一 将定时任务功能拆出来单独部署，且只部署一个节点 · 方案二 使用redis setNx的形式，保证同一时间只有一个任务在执行

我选择的是方案二来执行，当然还有一些方式也能保证不重复执行，这里就不多说了，一下是我的实现

public void executeTask(Long taskId) {
    if (!redisService.setIfAbsent(String.valueOf(taskId),"1",2L, TimeUnit.SECONDS)) {
        log.info("已有执行中定时发送短信任务，本次不执行！");
        return;
    }

四 后记

其实定时任务应该每一个开发都会用到的工具，以前并没有了解其中的实现，这次的功能开发过程中也算是对其内涵的进一步了解，以后遇到定时任务的处理也更清晰，更有效率了。

到此这篇关于SpringBoot定时任务功能详细解析的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot定时任务内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！