怎么在SpringBoot中實(shí)現(xiàn)并發(fā)定時(shí)任務(wù)

怎么在SpringBoot中實(shí)現(xiàn)并發(fā)定時(shí)任務(wù)？相信很多沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無(wú)策，為此本文總結(jié)了問(wèn)題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過(guò)這篇文章希望你能解決這個(gè)問(wèn)題。

1、單機(jī)部署模式

Timer：jdk中自帶的一個(gè)定時(shí)調(diào)度類(lèi)，可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)按某一頻度進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行。提供的功能比較單一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)度任務(wù)。
ScheduledExecutorService：也是jdk自帶的一個(gè)基于線程池設(shè)計(jì)的定時(shí)任務(wù)類(lèi)。其每個(gè)調(diào)度任務(wù)都會(huì)分配到線程池中的一個(gè)線程執(zhí)行，所以其任務(wù)是并發(fā)執(zhí)行的，互不影響。
Spring Task：Spring提供的一個(gè)任務(wù)調(diào)度工具，支持注解和配置文件形式，支持Cron表達(dá)式，使用簡(jiǎn)單但功能強(qiáng)大。
Quartz：一款功能強(qiáng)大的任務(wù)調(diào)度器，可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的調(diào)度功能，如每月一號(hào)執(zhí)行、每天凌晨執(zhí)行、每周五執(zhí)行等等，還支持分布式調(diào)度，就是配置稍顯復(fù)雜。

2、分布式集群模式（不多介紹，簡(jiǎn)單提一下）

問(wèn)題：

1. I、如何解決定時(shí)任務(wù)的多次執(zhí)行？

2. II、如何解決任務(wù)的單點(diǎn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的故障轉(zhuǎn)移？

問(wèn)題I的簡(jiǎn)單思考：

1. 1、固定執(zhí)行定時(shí)任務(wù)的機(jī)器（可以有效避免多次執(zhí)行的情況 ，缺點(diǎn)就是單點(diǎn)故障問(wèn)題）。

2. 2、借助Redis的過(guò)期機(jī)制和分布式鎖。

3. 3、借助mysql的鎖機(jī)制等。

成熟的解決方案：

1、Quartz：可以去看看這篇文章[Quartz分布式]( https://www.jb51.net/article/102869.htm)。
2、elastic-job：（https://github.com/elasticjob/elastic-job-lite）當(dāng)當(dāng)開(kāi)發(fā)的彈性分布式任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，采用zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)高可用以及分片。
3、xxl-job:（https://github.com/xuxueli/xxl-job）是大眾點(diǎn)評(píng)員發(fā)布的分布式任務(wù)調(diào)度平臺(tái)，是一個(gè)輕量級(jí)分布式任務(wù)調(diào)度框架。
4、saturn:(https://github.com/vipshop/Saturn) 是唯品會(huì)提供一個(gè)分布式、容錯(cuò)和高可用的作業(yè)調(diào)度服務(wù)框架。

二、SpringTask實(shí)現(xiàn)定時(shí)任務(wù)（這里是基于springboot）

1、簡(jiǎn)單的定時(shí)任務(wù)實(shí)現(xiàn)

使用方式：

1. 使用@EnableScheduling注解開(kāi)啟對(duì)定時(shí)任務(wù)的支持。

2. 使用@Scheduled 注解即可，基于corn、fixedRate、fixedDelay等一些定時(shí)策略來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)任務(wù)。

使用缺點(diǎn)：

1. 1、多個(gè)定時(shí)任務(wù)使用的是同一個(gè)調(diào)度線程，所以任務(wù)是阻塞執(zhí)行的，執(zhí)行效率不高。

2. 2、其次如果出現(xiàn)任務(wù)阻塞，導(dǎo)致一些場(chǎng)景的定時(shí)計(jì)算沒(méi)有實(shí)際意義，比如每天12點(diǎn)的一個(gè)計(jì)算任務(wù)被阻塞到1點(diǎn)去執(zhí)行，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果并非我們想要的。

使用優(yōu)點(diǎn)：

1. 1、配置簡(jiǎn)單

2. 2、適用于單個(gè)后臺(tái)線程執(zhí)行周期任務(wù)，并且保證順序一致執(zhí)行的場(chǎng)景   

 源碼分析：

//默認(rèn)使用的調(diào)度器
if(this.taskScheduler == null) { 
 this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
 this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
}
//可以看到SingleThreadScheduledExecutor指定的核心線程為1，說(shuō)白了就是單線程執(zhí)行
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
 return new DelegatedScheduledExecutorService
 (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}
//利用了DelayedWorkQueue延時(shí)隊(duì)列作為任務(wù)的存放隊(duì)列，這樣便可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)延遲執(zhí)行或者定時(shí)執(zhí)行
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
 super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
  new DelayedWorkQueue());
}

2、實(shí)現(xiàn)并發(fā)的定時(shí)任務(wù)

使用方式：

方式一：由1中我們知道之所以定時(shí)任務(wù)是阻塞執(zhí)行，是配置的線程池決定的，那就好辦了，換一個(gè)不就行了！直接上代碼：

@Configuration
 public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {

 @Autowired
 private TaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;

 @Override
 public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
  //簡(jiǎn)單粗暴的方式直接指定
  //scheduledTaskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(5));
  //也可以自定義的線程池，方便線程的使用與維護(hù)，這里不多說(shuō)了
  scheduledTaskRegistrar.setTaskScheduler(myThreadPoolTaskScheduler);
 }
 }

 @Bean(name = "myThreadPoolTaskScheduler")
 public TaskScheduler getMyThreadPoolTaskScheduler() {
 ThreadPoolTaskScheduler taskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
 taskScheduler.setPoolSize(10);
 taskScheduler.setThreadNamePrefix("Haina-Scheduled-");
 taskScheduler.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
 //調(diào)度器shutdown被調(diào)用時(shí)等待當(dāng)前被調(diào)度的任務(wù)完成
 taskScheduler.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
 //等待時(shí)長(zhǎng)
 taskScheduler.setAwaitTerminationSeconds(60);
 return taskScheduler;
 }

方式二：方式一的本質(zhì)改變了任務(wù)調(diào)度器默認(rèn)使用的線程池，接下來(lái)這種是不改變調(diào)度器的默認(rèn)線程池，而是把當(dāng)前任務(wù)交給一個(gè)異步線程池去執(zhí)行

首先使用@EnableAsync 啟用異步任務(wù)
然后在定時(shí)任務(wù)的方法加上@Async即可，默認(rèn)使用的線程池為SimpleAsyncTaskExecutor（該線程池默認(rèn)來(lái)一個(gè)任務(wù)創(chuàng)建一個(gè)線程，就會(huì)不斷創(chuàng)建大量線程，極有可能壓爆服務(wù)器內(nèi)存。當(dāng)然它有自己的限流機(jī)制，這里就不多說(shuō)了，有興趣的自己翻翻源碼~）
項(xiàng)目中為了更好的控制線程的使用，我們可以自定義我們自己的線程池，使用方式@Async("myThreadPool")

廢話太多，直接上代碼：

 @Scheduled(fixedRate = 1000*10,initialDelay = 1000*20)
 @Async("myThreadPoolTaskExecutor")
 //@Async
 public void scheduledTest02(){
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->xxxxx--->"+Thread.currentThread().getId());
 }

 //自定義線程池
 @Bean(name = "myThreadPoolTaskExecutor")
 public TaskExecutor getMyThreadPoolTaskExecutor() {
  ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
  taskExecutor.setCorePoolSize(20);
  taskExecutor.setMaxPoolSize(200);
  taskExecutor.setQueueCapacity(25);
  taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);
  taskExecutor.setThreadNamePrefix("Haina-ThreadPool-");
  // 線程池對(duì)拒絕任務(wù)（無(wú)線程可用）的處理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默認(rèn)為后者
  taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
  //調(diào)度器shutdown被調(diào)用時(shí)等待當(dāng)前被調(diào)度的任務(wù)完成
  taskExecutor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
  //等待時(shí)長(zhǎng)
  taskExecutor.setAwaitTerminationSeconds(60);
  taskExecutor.initialize();
  return taskExecutor;
 }

線程池的使用心得（后續(xù)有專(zhuān)門(mén)文章來(lái)探討）

java中提供了ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor，對(duì)應(yīng)與spring中的ThreadPoolTaskExecutor和ThreadPoolTaskScheduler，但是在原有的基礎(chǔ)上增加了新的特性，在spring環(huán)境下更容易使用和控制。
使用自定義的線程池能夠避免一些默認(rèn)線程池造成的內(nèi)存溢出、阻塞等等問(wèn)題，更貼合自己的服務(wù)特性
使用自定義的線程池便于對(duì)項(xiàng)目中線程的管理、維護(hù)以及監(jiān)控。
即便在非spring環(huán)境下也不要使用java默認(rèn)提供的那幾種線程池，坑很多，阿里代碼規(guī)約不說(shuō)了嗎，得相信大廠?。?！

三、動(dòng)態(tài)定時(shí)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)

問(wèn)題：
使用@Scheduled注解來(lái)完成設(shè)置定時(shí)任務(wù)，但是有時(shí)候我們往往需要對(duì)周期性的時(shí)間的設(shè)置會(huì)做一些改變，或者要?jiǎng)討B(tài)的啟停一個(gè)定時(shí)任務(wù)，那么這個(gè)時(shí)候使用此注解就不太方便了，原因在于這個(gè)注解中配置的cron表達(dá)式必須是常量，那么當(dāng)我們修改定時(shí)參數(shù)的時(shí)候，就需要停止服務(wù)，重新部署。

解決辦法：

方式一：實(shí)現(xiàn)SchedulingConfigurer接口，重寫(xiě)configureTasks方法，重新制定Trigger,核心方法就是addTriggerTask(Runnable task, Trigger trigger) ，不過(guò)需要注意的是，此種方式修改了配置值后，需要在下一次調(diào)度結(jié)束后，才會(huì)更新調(diào)度器，并不會(huì)在修改配置值時(shí)實(shí)時(shí)更新，實(shí)時(shí)更新需要在修改配置值時(shí)額外增加相關(guān)邏輯處理。

@Configuration
 public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {

 @Autowired
 private TaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;

 @Override
 public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
  //scheduledTaskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(5));
  scheduledTaskRegistrar.setTaskScheduler(myThreadPoolTaskScheduler);
  //可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整定時(shí)任務(wù)的執(zhí)行頻率
  scheduledTaskRegistrar.addTriggerTask(
    //1.添加任務(wù)內(nèi)容(Runnable)
    () -> System.out.println("cccccccccccccccc--->" + Thread.currentThread().getId()),
    //2.設(shè)置執(zhí)行周期(Trigger)
    triggerContext -> {
     //2.1 從數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)獲取執(zhí)行周期
     String cron = "0/2 * * * * ? ";
     //2.2 合法性校驗(yàn).
 //     if (StringUtils.isEmpty(cron)) {
 //      // Omitted Code ..
 //     }
      //2.3 返回執(zhí)行周期(Date)
      return new CronTrigger(cron).nextExecutionTime(triggerContext);
     }
   );
 }
 }

方式二：使用threadPoolTaskScheduler類(lèi)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)添加刪除功能，當(dāng)然也可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行頻率的調(diào)整

首先，我們要認(rèn)識(shí)下這個(gè)調(diào)度類(lèi)，它其實(shí)是對(duì)java中ScheduledThreadPoolExecutor的一個(gè)封裝改進(jìn)后的產(chǎn)物，主要改進(jìn)有以下幾點(diǎn)：

1. 1、提供默認(rèn)配置，因?yàn)槭荢cheduledThreadPoolExecutor，所以只有poolSize這一個(gè)默認(rèn)參數(shù)。

2. 2、支持自定義任務(wù)，通過(guò)傳入Trigger參數(shù)。

3. 3、對(duì)任務(wù)出錯(cuò)處理進(jìn)行優(yōu)化，如果是重復(fù)性的任務(wù)，不拋出異常，通過(guò)日志記錄下來(lái)，不影響下次運(yùn)行，如果是只執(zhí)行一次的任務(wù)，將異常往上拋。

順便說(shuō)下ThreadPoolTaskExecutor相對(duì)于ThreadPoolExecutor的改進(jìn)點(diǎn)：

1. 1、提供默認(rèn)配置，原生的ThreadPoolExecutor的除了ThreadFactory和RejectedExecutionHandler其他沒(méi)有默認(rèn)配置

2. 2、實(shí)現(xiàn)AsyncListenableTaskExecutor接口，支持對(duì)FutureTask添加success和fail的回調(diào)，任務(wù)成功或失敗的時(shí)候回執(zhí)行對(duì)應(yīng)回調(diào)方法。

3. 3、因?yàn)槭莝pring的工具類(lèi)，所以拋出的RejectedExecutionException也會(huì)被轉(zhuǎn)換為spring框架的TaskRejectedException異常(這個(gè)無(wú)所謂)

4. 4、提供默認(rèn)ThreadFactory實(shí)現(xiàn)，直接通過(guò)參數(shù)重載配置

扯了這么多，還是直接上代碼：

 @Component
 public class DynamicTimedTask {

  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DynamicTimedTask.class);

  //利用創(chuàng)建好的調(diào)度類(lèi)統(tǒng)一管理
  //@Autowired
  //@Qualifier("myThreadPoolTaskScheduler")
  //private ThreadPoolTaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;


  //接受任務(wù)的返回結(jié)果
  private ScheduledFuture<?> future;

  @Autowired
  private ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler;

  //實(shí)例化一個(gè)線程池任務(wù)調(diào)度類(lèi),可以使用自定義的ThreadPoolTaskScheduler
  @Bean
  public ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler() {
   ThreadPoolTaskScheduler executor = new ThreadPoolTaskScheduler();
   return new ThreadPoolTaskScheduler();
  }


  /**
  * 啟動(dòng)定時(shí)任務(wù)
  * @return
  */
  public boolean startCron() {
   boolean flag = false;
   //從數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)獲取執(zhí)行周期
   String cron = "0/2 * * * * ? ";
   future = threadPoolTaskScheduler.schedule(new CheckModelFile(),cron);
   if (future!=null){
    flag = true;
    logger.info("定時(shí)check訓(xùn)練模型文件,任務(wù)啟動(dòng)成功！?。?quot;);
   }else {
    logger.info("定時(shí)check訓(xùn)練模型文件,任務(wù)啟動(dòng)失?。。?！");
   }
   return flag;
  }

  /**
  * 停止定時(shí)任務(wù)
  * @return
  */
  public boolean stopCron() {
   boolean flag = false;
   if (future != null) {
    boolean cancel = future.cancel(true);
    if (cancel){
     flag = true;
     logger.info("定時(shí)check訓(xùn)練模型文件,任務(wù)停止成功?。?！");
    }else {
     logger.info("定時(shí)check訓(xùn)練模型文件,任務(wù)停止失敗?。。?quot;);
    }
   }else {
    flag = true;
    logger.info("定時(shí)check訓(xùn)練模型文件，任務(wù)已經(jīng)停止！??！");
   }
   return flag;
  }


  class CheckModelFile implements Runnable{

   @Override
   public void run() {
    //編寫(xiě)你自己的業(yè)務(wù)邏輯 
    System.out.print("模型文件檢查完畢?。?！")
   }
  }

 }

看完上述內(nèi)容，你們掌握怎么在SpringBoot中實(shí)現(xiàn)并發(fā)定時(shí)任務(wù)的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！