java 定时任务实现方式

一、JDK自带定时任务

1、Timer

java自带的java.util.Timer类，这个类允许你调度一个java.util.TimerTask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。

public class TestTimer {public static void main(String[] args) {TimerTask timerTask = new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("task  run:"+ new Date());}};Timer timer = new Timer();//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。这里是每3秒执行一次timer.schedule(timerTask,10,3000);}
}

2、ScheduledExecutorService(JDK)

jdk自带的一个类；是基于线程池设计的定时任务类,每个调度任务都会分配到线程池中的一个线程去执行,也就是说,任务是并发执行,互不影响。

public class MyScheduledExecutorService {    public static void main(String[] args) {        // 创建任务队列   10 为线程数量      ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10); // 执行任务      scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {          System.out.println("打印当前时间：" + new Date());      }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); // 1s 后开始执行，每 3s 执行一次   }
}

二、spring 支持定时任务

1、Spring Task

Spring3.0系列框架中Spring Framework自带的定时任务，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。

<dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId>
</dependency>

@EnableScheduling
@SpringBootApplication
public class Application {public static void main(String[] args) {new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(WebApplicationType.SERVLET).run(args);}
}

sue.spring.task.cron=*/10 * * * * ?

import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component // 把此类托管给 Spring，不能省略
public class TaskUtils {    @Scheduled(cron = "${sue.spring.task.cron}")public void fun() {System.out.println("doSomething");}// 添加定时任务    @Scheduled(cron = "30 40 23 0 0 5") // cron表达式：每周一 23:40:30 执行    public void doTask(){        System.out.println("我是定时任务~");    }/**fixedRate:上一次开始执行时间点之后5秒再执行*/@Scheduled(fixedRate = 5000)public void run1() throws InterruptedException {Thread.sleep(6000);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=====>>>>>使用fixedRate  {}"+(System.currentTimeMillis()/1000));}/**fixedDelay:上一次执行完毕时间点之后5秒再执行*/@Scheduled(fixedDelay = 5000)public void run2() throws InterruptedException {Thread.sleep(7000);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=====>>>>>使用fixedDelay  {}"+(System.currentTimeMillis()/1000));}/**第一次延迟2秒后执行，之后按fixedDelay的规则每5秒执行一次*/@Scheduled(initialDelay = 2000, fixedDelay = 5000)public void run3(){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=====>>>>>使用initialDelay  {}"+(System.currentTimeMillis()/1000));}}

多线程执行（在类或方法上加@Async）

@Configuration
@EnableAsync //开启异步事件的支持
public class AsyncConfig {/*此处成员变量应该使用@Value从配置中读取*/private int corePoolSize = 10;private int maxPoolSize = 200;private int queueCapacity = 10;@Beanpublic Executor taskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(corePoolSize);executor.setMaxPoolSize(maxPoolSize);executor.setQueueCapacity(queueCapacity);executor.initialize();return executor;}
}

cron常用表达式

0 0 0 1 * ? 每月1号零点执行
0 0 2 * * ? 每天凌晨2点执行
0 0 2 * * ? 每天凌晨2点执行
0 0/5 11 * * ? 每天11点-11点55分，每隔5分钟执行一次
0 0 18 ? * WED 每周三下午6点执行
每隔5秒执行一次：*/5 ** ?
每隔1分钟执行一次：0 */1 *?
0/2 * * * * ? 表示每2秒执行任务
0 0/2 * * * ? 表示每2分钟执行任务
0 0 2 1 * ? 表示在每月的1日的凌晨2点调整任务
0 15 10 ? * MON-FRI 表示周一到周五每天上午10:15执行作业
0 15 10 ? 6L 2002-2006 表示2002-2006年的每个月的最后一个星期五上午10:15执行作
0 0 10,14,16 * * ? 每天上午10点，下午2点，4点
0 0/30 9-17 * * ? 朝九晚五工作时间内每半小时
0 0 12 ? * WED 表示每个星期三中午12点
0 0 12 * * ? 每天中午12点触发
0 15 10 ? * * 每天上午10:15触发
0 15 10 * * ? 每天上午10:15触发
0 15 10 * * ? 每天上午10:15触发
0 15 10 * * ? 2005 2005年的每天上午10:15触发
0 * 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:59期间的每1分钟触发
0 0/5 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:55期间的每5分钟触发
0 0/5 14,18 * * ? 在每天下午2点到2:55期间和下午6点到6:55期间的每5分钟触发
0 0-5 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:05期间的每1分钟触发
0 10,44 14 ? 3 WED 每年三月的星期三的下午2:10和2:44触发
0 15 10 ? * MON-FRI 周一至周五的上午10:15触发
0 15 10 15 * ? 每月15日上午10:15触发
0 15 10 L * ? 每月最后一日的上午10:15触发
0 15 10 ? * 6L 每月的最后一个星期五上午10:15触发
0 15 10 ? * 6L 2002-2005 2002年至2005年的每月的最后一个星期五上午10:15触发
0 15 10 ? * 6#3 每月的第三个星期五上午10:15触发

2、Spring Quartz

quartz主要接口：

Scheduler 代表调度容器，一个调度容器中可以注册多个JobDetail和Trigger。
Job 代表工作，即要执行的具体内容。
JobDetail 代表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。
JobBuilder 用于定义或构建JobDetail实例。
Trigger 代表调度触发器，决定什么时候去调。
TriggerBuilder 用于定义或构建触发器。
JobStore 用于存储作业和任务调度期间的状态。

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
</dependency>

定时任务执行类继承QuartzJobBean

public class QuartzTestJob extends QuartzJobBean {@Overrideprotected void executeInternal(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {String userName = (String) context.getJobDetail().getJobDataMap().get("userName");System.out.println("userName:" + userName);}
}

创建调度程序JobDetail和调度器Trigger

@Configuration
public class QuartzConfig {@Value("${sue.spring.quartz.cron}")private String testCron;/*** 创建定时任务*/@Beanpublic JobDetail quartzTestDetail() {JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(QuartzTestJob.class).withIdentity("quartzTestDetail", "QUARTZ_TEST").usingJobData("userName", "susan").storeDurably().build();return jobDetail;}/*** 创建触发器*/@Beanpublic Trigger quartzTestJobTrigger() {//每隔5秒执行一次CronScheduleBuilder cronScheduleBuilder = CronScheduleBuilder.cronSchedule(testCron);//创建触发器Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().forJob(quartzTestDetail()).withIdentity("quartzTestJobTrigger", "QUARTZ_TEST_JOB_TRIGGER").withSchedule(cronScheduleBuilder).build();return trigger;}
}

sue.spring.quartz.cron=*/5 * * * * ?

优点：默认是多线程异步执行，单个任务时，在上一个调度未完成时，下一个调度时间到时，会另起一个线程开始新的调度，多个任务之间互不影响。支持复杂的cron表达式，它能被集群实例化，支持分布式部署。
缺点：相对于spring task实现定时任务成本更高，需要手动配置QuartzJobBean、JobDetail和Trigger等。需要引入了第三方的quartz包，有一定的学习成本。不支持并行调度，不支持失败处理策略和动态分片的策略等。

三、分布式定时任务

1、xxl-job

xxl-job框架对quartz进行了扩展，使用mysql数据库存储数据，并且内置jetty作为RPC服务调用。

有界面维护定时任务和触发规则，非常容易管理。
能动态启动或停止任务
支持弹性扩容缩容
支持任务失败报警
支持动态分片
支持故障转移
Rolling实时日志
支持用户和权限管理

管理界面：

整体架构：

quartz架构图：

1.1、部署xxl-job-admin

https://www.jianshu.com/p/fa7186bea84b

1.2、 xxl-job使用

pom.xml文件中引入xxl-job相关依赖

<dependency><groupId>com.xuxueli</groupId><artifactId>xxl-job-core</artifactId>
</dependency>

applicationContext.properties文件中配置参数

#调度中心部署跟地址
xxl.job.admin.address: http://localhost:8088/xxl-job-admin/
xxl.job.executor.appname: xxl-job-executor-sample
xxl.job.executor.port: 8888
xxl.job.executor.logpath: /data/applogs/xxl-job/

创建HelloJobHandler类继承IJobHandler类

package com.tp.athena.jobhandler;import com.xxl.job.core.biz.model.ReturnT;
import com.xxl.job.core.handler.IJobHandler;
import com.xxl.job.core.handler.annotation.JobHandler;
import com.xxl.job.core.log.XxlJobLogger;
import org.springframework.stereotype.Component;import javax.sound.midi.Soundbank;
import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** 任务Handler示例（Bean模式）* <p>* 开发步骤：* 1、继承"IJobHandler"：“com.xxl.job.core.handler.IJobHandler”；* 2、注册到Spring容器：添加“@Component”注解，被Spring容器扫描为Bean实例；* 3、注册到执行器工厂：添加“@JobHandler(value="自定义jobhandler名称")”注解，注解value值对应的是调度中心新建任务的JobHandler属性的值。* 4、执行日志：需要通过 "XxlJobLogger.log" 打印执行日志；** @author xuxueli 2015-12-19 19:43:36*/
@JobHandler(value = "demoJobHandler")
@Component
public class DemoJobHandler extends IJobHandler {@Overridepublic ReturnT<String> execute(String param) throws Exception {System.out.println("XXL-JOB Hello World");return SUCCESS;}
}

使用xxl-job的优缺点：

优点：有界面管理定时任务，支持弹性扩容缩容、动态分片、故障转移、失败报警等功能。它的功能非常强大，很多大厂在用，可以满足绝大多数业务场景。
缺点：和quartz一样，通过数据库分布式锁，来控制任务不能重复执行。在任务非常多的情况下，有一些性能问题。

2、elastic-job

elastic-job是当当网开发的弹性分布式任务调度系统，功能丰富强大，采用zookeeper实现分布式协调，实现任务高可用以及分片。它是专门为高并发和复杂业务场景开发。

elastic-job目前是apache的shardingsphere项目下的一个子项目，官网地址：http://shardingsphere.apache.org/elasticjob/。

elastic-job在2.x之后，出了两个产品线：Elastic-Job-Lite和Elastic-Job-Cloud，而我们一般使用Elastic-Job-Lite就能够满足需求。Elastic-Job-Lite定位为轻量级无中心化解决方案，使用jar包的形式提供分布式任务的协调服务，外部仅依赖于Zookeeper。

分布式调度协调
弹性扩容缩容
失效转移
错过执行作业重触发
作业分片一致性，保证同一分片在分布式环境中仅一个执行实例
自诊断并修复分布式不稳定造成的问题
支持并行调度

整体架构：

pom.xml文件中引入elastic-job相关依赖

<dependency><groupId>com.dangdang</groupId><artifactId>elastic-job-lite-core</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>com.dangdang</groupId><artifactId>elastic-job-lite-spring</artifactId>
</dependency>

增加ZKConfig类，配置zookeeper

@Configuration
@ConditionalOnExpression("'${zk.serverList}'.length() > 0")
public class ZKConfig {@Beanpublic ZookeeperRegistryCenter registry(@Value("${zk.serverList}") String serverList,@Value("${zk.namespace}") String namespace) {return new ZookeeperRegistryCenter(new ZookeeperConfiguration(serverList, namespace));}}

定义一个类实现SimpleJob接口

public class TestJob implements SimpleJob {@Overridepublic void execute(ShardingContext shardingContext){System.out.println("ShardingTotalCount:"+shardingContext.getShardingTotalCount());System.out.println("ShardingItem:"+shardingContext.getShardingItem());}
}

增加JobConfig配置任务

cron：cron表达式，定义触发规则。
shardingTotalCount：定义作业分片总数
shardingItemParameters：定义分配项参数，一般用分片序列号和参数用等号分隔，多个键值对用逗号分隔，分片序列号从0开始，不可大于或等于作业分片总数。
jobParameters：作业自定义参数

@Configuration
public class JobConfig {@Value("${sue.spring.elatisc.cron}")private String testCron;@Value("${sue.spring.elatisc.itemParameters}")private  String shardingItemParameters;@Value("${sue.spring.elatisc.jobParameters}")private String jobParameters =;@Value("${sue.spring.elatisc.shardingTotalCount}")private int shardingTotalCount;@Autowiredprivate ZookeeperRegistryCenter registryCenter;@Beanpublic SimpleJob testJob() {return new TestJob();}@Beanpublic JobScheduler simpleJobScheduler(final SimpleJob simpleJob) {return new SpringJobScheduler(simpleJob, registryCenter, getConfiguration(simpleJob.getClass(),cron, shardingTotalCount, shardingItemParameters, jobParameters));}private geConfiguration getConfiguration(Class<? extends SimpleJob> jobClass,String cron,int shardingTotalCount,String shardingItemParameters,String jobParameters) {JobCoreConfiguration simpleCoreConfig = JobCoreConfiguration.newBuilder(jobClass.getName(), testCron, shardingTotalCount).shardingItemParameters(shardingItemParameters).jobParameter(jobParameters).build();SimpleJobConfiguration simpleJobConfig = new SimpleJobConfiguration(simpleCoreConfig, jobClass.getCanonicalName());LiteJobConfiguration jobConfig = LiteJobConfiguration.newBuilder(simpleJobConfig).overwrite(true).build();return jobConfig;}
}

applicationContext.properties文件中配置参数

spring.application.name=elasticjobDemo
zk.serverList=localhost:2181
zk.namespace=elasticjobDemo
sue.spring.elatisc.cron=0/5 * * * * ?
sue.spring.elatisc.itemParameters=0=A,1=B,2=C,3=D
sue.spring.elatisc.jobParameters=test
sue.spring.elatisc.shardingTotalCount=4

使用elastic-job的优缺点：

优点：支持分布式调度协调，支持分片，适合高并发，和一些业务相对来说较复杂的场景。
缺点：需要依赖于zookeeper，实现定时任务相对于xxl-job要复杂一些，要对分片规则非常熟悉。