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java定時任務的3種實現方法

發(fā)布時間：2021-09-14 11:13:55 來源：億速云 閱讀：193 作者：chen 欄目：大數據

這篇文章主要介紹“java定時任務的3種實現方法”，在日常操作中，相信很多人在java定時任務的3種實現方法問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”java定時任務的3種實現方法”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！


 

TOP 1：Timer

Timer 是 JDK 自帶的定時任務執(zhí)行類，無論任何項目都可以直接使用 Timer 來實現定時任務，所以 Timer 的優(yōu)點就是使用方便，它的實現代碼如下：

public class MyTimerTask {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義一個任務
        TimerTask timerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Run timerTask：" + new Date());
            }
        };
        // 計時器
        Timer timer = new Timer();
        // 添加執(zhí)行任務（延遲 1s 執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次）
        timer.schedule(timerTask, 1000, 3000);
    }
}
 

程序執(zhí)行結果如下：

Run timerTask：Mon Aug 17 21:29:25 CST 2020

Run timerTask：Mon Aug 17 21:29:28 CST 2020

Run timerTask：Mon Aug 17 21:29:31 CST 2020

 

Timer 缺點分析

Timer 類實現定時任務雖然方便，但在使用時需要注意以下問題。

 
問題 1：任務執(zhí)行時間長影響其他任務

當一個任務的執(zhí)行時間過長時，會影響其他任務的調度，如下代碼所示：

public class MyTimerTask {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義任務 1
        TimerTask timerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("進入 timerTask 1：" + new Date());
                try {
                    // 休眠 5 秒
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Run timerTask 1：" + new Date());
            }
        };
        // 定義任務 2
        TimerTask timerTask2 = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Run timerTask 2：" + new Date());
            }
        };
        // 計時器
        Timer timer = new Timer();
        // 添加執(zhí)行任務（延遲 1s 執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次）
        timer.schedule(timerTask, 1000, 3000);
        timer.schedule(timerTask2, 1000, 3000);
    }
}
 

程序執(zhí)行結果如下：

進入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:08 CST 2020

Run timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:13 CST 2020

Run timerTask 2：Mon Aug 17 21:44:13 CST 2020

進入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:13 CST 2020

Run timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:18 CST 2020

進入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:18 CST 2020

Run timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

Run timerTask 2：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

進入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

從上述結果中可以看出，當任務 1 運行時間超過設定的間隔時間時，任務 2 也會延遲執(zhí)行。 原本任務 1 和任務 2 的執(zhí)行時間間隔都是 3s，但因為任務 1 執(zhí)行了 5s，因此任務 2 的執(zhí)行時間間隔也變成了 10s（和原定時間不符）。

 
問題 2：任務異常影響其他任務

使用 Timer 類實現定時任務時，當一個任務拋出異常，其他任務也會終止運行，如下代碼所示：

public class MyTimerTask {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義任務 1
        TimerTask timerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("進入 timerTask 1：" + new Date());
                // 模擬異常
                int num = 8 / 0;
                System.out.println("Run timerTask 1：" + new Date());
            }
        };
        // 定義任務 2
        TimerTask timerTask2 = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Run timerTask 2：" + new Date());
            }
        };
        // 計時器
        Timer timer = new Timer();
        // 添加執(zhí)行任務（延遲 1s 執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次）
        timer.schedule(timerTask, 1000, 3000);
        timer.schedule(timerTask2, 1000, 3000);
    }
}
 

程序執(zhí)行結果如下：

進入 timerTask 1：Mon Aug 17 22:02:37 CST 2020

Exception in thread "Timer-0" java.lang.ArithmeticException: / by zero

    at com.example.MyTimerTask$1.run(MyTimerTask.java:21)

    at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:555)

    at java.util.TimerThread.run(Timer.java:505)

Process finished with exit code 0

 

Timer 小結

Timer 類實現定時任務的優(yōu)點是方便，因為它是 JDK 自定的定時任務，但缺點是任務如果執(zhí)行時間太長或者是任務執(zhí)行異常，會影響其他任務調度，所以在生產環(huán)境下建議謹慎使用。

 

TOP 2：ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService 也是 JDK 1.5 自帶的 API，我們可以使用它來實現定時任務的功能，也就是說 ScheduledExecutorService 可以實現 Timer 類具備的所有功能，并且它可以解決了 Timer 類存在的所有問題。

ScheduledExecutorService 實現定時任務的代碼示例如下：

public class MyScheduledExecutorService {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建任務隊列
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService =
                Executors.newScheduledThreadPool(10); // 10 為線程數量
  // 執(zhí)行任務
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("Run Schedule：" + new Date());
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); // 1s 后開始執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次
    }
}
 

程序執(zhí)行結果如下：

Run Schedule：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

Run Schedule：Mon Aug 17 21:44:26 CST 2020

Run Schedule：Mon Aug 17 21:44:29 CST 2020

 

ScheduledExecutorService 可靠性測試

 
① 任務超時執(zhí)行測試

ScheduledExecutorService 可以解決 Timer 任務之間相應影響的缺點，首先我們來測試一個任務執(zhí)行時間過長，會不會對其他任務造成影響，測試代碼如下：

public class MyScheduledExecutorService {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建任務隊列
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService =
                Executors.newScheduledThreadPool(10);
        // 執(zhí)行任務 1
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("進入 Schedule：" + new Date());
            try {
                // 休眠 5 秒
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Run Schedule：" + new Date());
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); // 1s 后開始執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次
        // 執(zhí)行任務 2
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("Run Schedule2：" + new Date());
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); // 1s 后開始執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次
    }
}
 

程序執(zhí)行結果如下：

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:27:55 CST 2020

進入 Schedule：Mon Aug 17 11:27:55 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:27:58 CST 2020

Run Schedule：Mon Aug 17 11:28:00 CST 2020

進入 Schedule：Mon Aug 17 11:28:00 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:28:01 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:28:04 CST 2020

從上述結果可以看出，當任務 1 執(zhí)行時間 5s 超過了執(zhí)行頻率 3s 時，并沒有影響任務 2 的正常執(zhí)行，因此使用 ScheduledExecutorService 可以避免任務執(zhí)行時間過長對其他任務造成的影響。

 
② 任務異常測試

接下來我們來測試一下 ScheduledExecutorService 在一個任務異常時，是否會對其他任務造成影響，測試代碼如下：

public class MyScheduledExecutorService {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建任務隊列
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService =
                Executors.newScheduledThreadPool(10);
        // 執(zhí)行任務 1
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("進入 Schedule：" + new Date());
            // 模擬異常
            int num = 8 / 0;
            System.out.println("Run Schedule：" + new Date());
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); // 1s 后開始執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次
        // 執(zhí)行任務 2
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("Run Schedule2：" + new Date());
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); // 1s 后開始執(zhí)行，每 3s 執(zhí)行一次
    }
}
 

程序執(zhí)行結果如下：

進入 Schedule：Mon Aug 17 22:17:37 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 22:17:37 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 22:17:40 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 22:17:43 CST 2020

從上述結果可以看出，當任務 1 出現異常時，并不會影響任務 2 的執(zhí)行。

 

ScheduledExecutorService 小結

在單機生產環(huán)境下建議使用 ScheduledExecutorService 來執(zhí)行定時任務，它是 JDK 1.5 之后自帶的 API，因此使用起來也比較方便，并且使用 ScheduledExecutorService 來執(zhí)行任務，不會造成任務間的相互影響。

 

TOP 3：Spring Task

如果使用的是 Spring 或 Spring Boot 框架，可以直接使用 Spring Framework 自帶的定時任務，使用上面兩種定時任務的實現方式，很難實現設定了具體時間的定時任務，比如當我們需要每周五來執(zhí)行某項任務時，但如果使用 Spring Task 就可輕松的實現此需求。

以 Spring Boot 為例，實現定時任務只需兩步：

  1. 開啟定時任務；
  2. 添加定時任務。

具體實現步驟如下。

 

① 開啟定時任務

開啟定時任務只需要在 Spring Boot 的啟動類上聲明 @EnableScheduling 即可，實現代碼如下：

@SpringBootApplication
@EnableScheduling // 開啟定時任務
public class DemoApplication {
    // do someing
}
   

② 添加定時任務

定時任務的添加只需要使用 @Scheduled 注解標注即可，如果有多個定時任務可以創(chuàng)建多個 @Scheduled 注解標注的方法，示例代碼如下：

import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component // 把此類托管給 Spring，不能省略
public class TaskUtils {
    // 添加定時任務
    @Scheduled(cron = "59 59 23 0 0 5") // cron 表達式，每周五 23:59:59 執(zhí)行
    public void doTask(){
        System.out.println("我是定時任務~");
    }
}
 

注意：定時任務是自動觸發(fā)的無需手動干預，也就是說 Spring Boot 啟動后會自動加載并執(zhí)行定時任務。

 

Cron 表達式

Spring Task 的實現需要使用 cron 表達式來聲明執(zhí)行的頻率和規(guī)則，cron 表達式是由 6 位或者 7 位組成的（最后一位可以省略），每位之間以空格分隔，每位從左到右代表的含義如下：

java定時任務的3種實現方法

其中 * 和 ? 號都表示匹配所有的時間。

java定時任務的3種實現方法

cron 表達式在線生成地址：https://cron.qqe2.com/

 

知識擴展：分布式定時任務

上面的方法都是關于單機定時任務的實現，如果是分布式環(huán)境可以使用 Redis 來實現定時任務。

使用 Redis 實現延遲任務的方法大體可分為兩類：通過 ZSet 的方式和鍵空間通知的方式。

 

① ZSet 實現方式

通過 ZSet 實現定時任務的思路是，將定時任務存放到 ZSet 集合中，并且將過期時間存儲到 ZSet 的 Score 字段中，然后通過一個無線循環(huán)來判斷當前時間內是否有需要執(zhí)行的定時任務，如果有則進行執(zhí)行，具體實現代碼如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;
import utils.JedisUtils;
import java.time.Instant;
import java.util.Set;

public class DelayQueueExample {
    // zset key
    private static final String _KEY = "myTaskQueue";
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();
        // 30s 后執(zhí)行
        long delayTime = Instant.now().plusSeconds(30).getEpochSecond();
        jedis.zadd(_KEY, delayTime, "order_1");
        // 繼續(xù)添加測試數據
        jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(), "order_2");
        jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(), "order_3");
        jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(7).getEpochSecond(), "order_4");
        jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(10).getEpochSecond(), "order_5");
        // 開啟定時任務隊列
        doDelayQueue(jedis);
    }

    /**
     * 定時任務隊列消費
     * @param jedis Redis 客戶端
     */
    public static void doDelayQueue(Jedis jedis) throws InterruptedException {
        while (true) {
            // 當前時間
            Instant nowInstant = Instant.now();
            long lastSecond = nowInstant.plusSeconds(-1).getEpochSecond(); // 上一秒時間
            long nowSecond = nowInstant.getEpochSecond();
            // 查詢當前時間的所有任務
            Set<String> data = jedis.zrangeByScore(_KEY, lastSecond, nowSecond);
            for (String item : data) {
                // 消費任務
                System.out.println("消費：" + item);
            }
            // 刪除已經執(zhí)行的任務
            jedis.zremrangeByScore(_KEY, lastSecond, nowSecond);
            Thread.sleep(1000); // 每秒查詢一次
        }
    }
}
   

② 鍵空間通知

我們可以通過 Redis 的鍵空間通知來實現定時任務，它的實現思路是給所有的定時任務設置一個過期時間，等到了過期之后，我們通過訂閱過期消息就能感知到定時任務需要被執(zhí)行了，此時我們執(zhí)行定時任務即可。

默認情況下 Redis 是不開啟鍵空間通知的，需要我們通過 config set notify-keyspace-events Ex 的命令手動開啟，開啟之后定時任務的代碼如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;
import utils.JedisUtils;

public class TaskExample {
    public static final String _TOPIC = "__keyevent@0__:expired"; // 訂閱頻道名稱
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();
        // 執(zhí)行定時任務
        doTask(jedis);
    }

    /**
     * 訂閱過期消息，執(zhí)行定時任務
     * @param jedis Redis 客戶端
     */
    public static void doTask(Jedis jedis) {
        // 訂閱過期消息
        jedis.psubscribe(new JedisPubSub() {
            @Override
            public void onPMessage(String pattern, String channel, String message) {
                // 接收到消息，執(zhí)行定時任務
                System.out.println("收到消息：" + message);
            }
        }, _TOPIC);
    }
}


到此，關于“java定時任務的3種實現方法”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續(xù)學習更多相關知識，請繼續(xù)關注億速云網站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>

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