【定时任务】Java 中 8 种定时任务

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2023-09-27 22:42 13阅读 0赞

## 一、单机定时任务 ##

1、Timer

`java.util.Timer` 类是 JDK1.3 专门提供的定时器工具，用来在执行指定任务，需要跟 `TimerTask` 一起配合使用

public class Timer {
        
    	private final TaskQueue queue = new TaskQueue();
    	private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);
    	
    	public Timer(String name) {
        
            thread.setName(name);
            thread.start();
        }
        //...
    }
    
    
    class TimerThread extends Thread {
        
    
    	private TaskQueue queue;
    
    	public void run() {
        
            //...
            mainLoop();
        }
    	
    	private void mainLoop() {
        
            while (true) {
        
                //...
                if (taskFired)
                    task.run();
            }
        }
    }
    
    class TaskQueue {
        
        private TimerTask[] queue = new TimerTask[128];
    }

public abstract class TimerTask implements Runnable {
        
    }

工作流程：把 任务 `TimerTask` 添加到 任务队列 `TaskQueue` 中，由 `TimerThread` 异步无限循环任务队列，如果队列不为空，则去执行任务。

`Timer` 类主要包含 6 个方法：

*  `public void schedule(TimerTask task, long delay):` 指定任务task在指定延迟delay后执行
 *  `public void schedule(TimerTask task, Date time)：`指定任务task在指定时间time执行
 *  `public void schedule(TimerTask task, long delay, long period)：`指定任务task 在指定延迟delay 后，进行重复固定延迟频率peroid的执行
 *  `public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)：`指定任务task在指定时间firstTime执行后，进行重复固定延迟频率peroid的执行
 *  `public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)：`指定任务task在指定时间firstTime执行后，进行重复固定延迟频率peroid的执行
 *  `public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：`指定任务task 在指定延迟delay 后，进行重复固定延迟频率peroid的执行

案例：

> 执行一个定时任务，每隔1秒执行一次，延迟2秒执行

public static void main(String[] args) {
        
        Timer timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTask() {
        
            @Override
            public void run() {
        
                System.out.println("任务执行");
            }
        }, 2000, 1000);
    }

优缺点：

*  优点：非常方便实现多个周期性的定时任务，并且支持延迟执行，还支持在指定时间之后支持，功能还算强大
 *  缺点：如果其中一个任务耗时非常长，会影响其他任务的执行。并且如果 TimerTask 抛出 RuntimeException，Timer 会停止所有任务的运行。所以，阿里巴巴开发者规范中不建议使用它

2、ScheduledExecutorService

`java.util.concurrent.ScheduledExecutorService` 是JDK1.5 版本引进的定时任务，基于多线程的，设计的初衷是为了解决 `Timer` 单线程执行，多个任务之间会互相影响的问题。`ScheduledThreadPoolExecutor` 实现了该接口。

`ScheduledExecutorService` 类主要包含 4 个方法：

*  `schedule(Runnable command,long delay,TimeUnit unit)：`带延迟时间的调度，只执行一次
 *  `schedule(Callable callable,long delay, TimeUnit unit)：`带延迟时间的调度，只执行一次
 *  `scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay,long period,TimeUnit unit)：`周期执行任务的方法（固定频率）。会在给定的初始的initialDelay时间后执行第一次任务，之后根据period时间周期执行任务
 *  `scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay,long delay,TimeUnit unit)：`周期执行任务的方法（固定延迟）。会在给定的初始的initialDelay时间后执行第一次任务，之后根据delay时间周期执行任务

`scheduleAtFixedRate()` 方法和 `scheduleWithFixedDelay()` 方法的区别：

> scheduleAtFixedRate：如果当前任务耗时较多，超过定时周期 period，则当前任务结束后会立即执行  
> scheduleWithFixedDelay：延时是相对当前任务结束为起点计算开始时间

案例：

> 执行一个定时任务，即刻开始执行，每次延迟5秒执行

public static void main(String[] args) {
        
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        TimerTask run = new TimerTask() {
        
            @Override
            public void run() {
        
                try {
        
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                    SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
                    String date = simpleDateFormat.format(new Date());
                    System.out.println("当前运行时间为：" + date);
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(run, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);
    }

运行结果：

> 当前运行时间为：2023-05-24 15:58:42  
> 当前运行时间为：2023-05-24 15:58:50  
> 当前运行时间为：2023-05-24 15:58:58

优缺点：

*  优点：基于多线程的定时任务，多个任务之间不会相关影响，支持周期性的执行任务，并且带延迟功能
 *  缺点：不支持一些较复杂的定时规则

3、Spring task

spring task 是 spring3 以上版本自带的定时任务，实现定时任务的功能时，需要引入 `spring-context`

具体使用详见：[SpringBoot 中使用定时任务][SpringBoot]

优缺点：

*  优点：spring框架自带的定时功能，springboot做了非常好的封装，开启和定义定时任务非常容易，支持复杂的cron表达式，可以满足绝大多数单机版的业务场景。单个任务时，当前次的调度完成后，再执行下一次任务调度
 *  缺点：默认单线程，如果前面的任务执行时间太长，对后面任务的执行有影响。不支持集群方式部署，不能做数据存储型定时任务

4、Spring quartz

`quartz` 是 OpenSymphony 开源组织在 Job scheduling 领域的开源项目，是由 java 开发的一个开源的任务日程管理系统

架构如下：  
![在这里插入图片描述][ea6f6a51db504ccb8e139c18dd799a58.png]  
quartz 包含的主要接口如下：

*  `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

案例：

> 执行一个定时任务，每5秒执行一次

1、引入依赖

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

2、创建真正的定时任务执行类，该类继承 `QuartzJobBean`

public class UserJob extends QuartzJobBean {
        
    
        @Autowired
        private UserDao userDao;
    
        @Override
        protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
        
            String userName = (String) jobExecutionContext.getJobDetail().getJobDataMap().get("userName");
            System.out.println("userName:" + userName);
            User user = userDao.queryById("1");
            System.out.println(user);
        }
    
    }

3、创建调度程序 `JobDetail` 和调度器 `Trigger`

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

4、yml 配置周期

quartz:
      cron: 0/5 * * * * ?  #每5秒钟

CronTrigger 配置格式:：

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

优缺点：

*  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

## 二、分布式定时任务 ##

5、xxl-job

`xxl-job` 是大众点评（许雪里）开发的一个分布式任务调度平台，其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线，开箱即用。

`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。

学习中…

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

6、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 官网][elastic-job]：apache 的 shardingsphere 项目下的一个子项目

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

学习中…

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。

7、Saturn

[Saturn github地址][Saturn github]

Saturn 是唯品会开源的一个分布式任务调度平台。取代传统的 Linux Cron/Spring Batch Job 的方式，做到全域统一配置，统一监控，任务高可用以及分片并发处理。

Saturn 是在当当开源的 Elastic-Job 基础上，结合各方需求和我们的实践见解改良而成。使用案例：唯品会、酷狗音乐、新网银行、海融易、航美在线、量富征信等

8、TBSchedule

[TBSchedule github地址][TBSchedule github]

TBSchedule 是阿里开发的一款分布式任务调度平台，旨在将调度作业从业务系统中分离出来，降低或者是消除和业务系统的耦合度，进行高效异步任务处理。

目前被广泛应用在阿里巴巴、淘宝、支付宝、京东、聚美、汽车之家、国美等很多互联网企业的流程调度系统中。

[SpringBoot]: https://blog.csdn.net/sco5282/article/details/122881352
[ea6f6a51db504ccb8e139c18dd799a58.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ea6f6a51db504ccb8e139c18dd799a58.png
[elastic-job]: http://shardingsphere.apache.org/elasticjob/
[Saturn github]: https://github.com/vipshop/Saturn/
[TBSchedule github]: https://github.com/taobao/TBSchedule