任务调度是指基于给定时间点&＃xff0c;给定时间间隔或者给定执行次数自动执行任

1.前言

我们举一个简单的例子:创建一个thread&＃xff0c;然后让它在while循环里一直运行着&＃xff0c;通过sleep方法来达到定时任务的效果。这样可以快速简单的实现。

public static void main(String[] args) {final long timeInterval &＃61; 1000;Runnable runnable &＃61; new Runnable() {public void run() {while (true) {System.out.println("Hello !!");try {Thread.sleep(timeInterval);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}};Thread thread &＃61; new Thread(runnable);thread.start();}

但这样很耗费系统资源&＃xff0c;扩展性&＃xff0c;满足业务需要都不是很好。

2.任务调度方式

Timer
ScheduledExecutor
JCronTab
开源工具包 Quartz

1) Timer

相信大家都已经非常熟悉 java.util.Timer 了&＃xff0c;它是最简单的一种实现任务调度的方法
特点&＃xff1a;in JDK&＃xff0c;简洁&＃xff0c;单线程

public static void main(String[] args){ Timer timer &＃61; new Timer(); timer.schedule(new TimerTask(){&＃64;Override public void run() { System.out.println("do sth..."); } }, 1000, 2000);
}

核心类是 Timer 和 TimerTask
Timer 的优点在于简单易用&＃xff0c;但由于所有任务都是由同一个线程来调度&＃xff0c;因此所有任务都是串行执行的&＃xff0c;同一时间只能有一个任务在执行&＃xff0c;前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。

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2) ScheduledExecutor

鉴于 Timer 的上述缺陷&＃xff0c;Java 5 推出了基于线程池设计的 ScheduledExecutor。其设计思想是&＃xff0c;每一个被调度的任务都会由线程池中一个线程去执行&＃xff0c;因此任务是并发执行的&＃xff0c;相互之间不会受到干扰。需要注意的是&＃xff0c;只有当任务的执行时间到来时&＃xff0c;ScheduedExecutor 才会真正启动一个线程&＃xff0c;其余时间 ScheduledExecutor 都是在轮询任务的状态。

package io.renren.modules.job.task;import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** &＃64;author lanxinghua* &＃64;date 2018/08/07 12:45* &＃64;description*/
public class ScheduleExecutorTest implements Runnable {private String jobName&＃61;"";public ScheduleExecutorTest(String jobName) {this.jobName &＃61; jobName;}&＃64;Overridepublic void run() {System.out.println("executor "&＃43;jobName&＃43;Thread.currentThread().getName());}public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService service &＃61; Executors.newScheduledThreadPool(10);ScheduleExecutorTest job1 &＃61; new ScheduleExecutorTest("job1");service.scheduleAtFixedRate(job1,1,1,TimeUnit.SECONDS);service.scheduleAtFixedRate(job1,2,1,TimeUnit.SECONDS);}
}

用 ScheduledExecutor 和 Calendar 实现复杂任务调度

Timer 和 ScheduledExecutor 都仅能提供基于开始时间与重复间隔的任务调度&＃xff0c;不能胜任更加复杂的调度需求。比如&＃xff0c;设置每星期二的 16:38:10 执行任务。该功能使用 Timer 和 ScheduledExecutor 都不能直接实现&＃xff0c;但我们可以借助 Calendar 间接实现该功能。

计算出间隔时间&＃xff0c;计算从当前时间到最近一次执行时间的时间间隔

long delay &＃61; earliestDateLong - currentDateLong;
//计算执行周期为一星期
long period &＃61; 7 * 24 * 60 * 60 * 1000;
ScheduledExecutorService service &＃61; Executors.newScheduledThreadPool(10);
//从现在开始delay毫秒之后&＃xff0c;每隔一星期执行一次job1
service.scheduleAtFixedRate(test, delay, period,
TimeUnit.MILLISECONDS);

可以看出&＃xff0c;用上述方法实现该任务调度比较麻烦&＃xff0c;这就需要一个更加完善的任务调度框架来解决这些复杂的调度问题。幸运的是&＃xff0c;开源工具包 Quartz 与 JCronTab 提供了这方面强大的支持。

3) JCronTab

习惯使用 unix/linux 的开发人员应该对 crontab 都不陌生。Crontab 是一个非常方便的用于 unix/linux 系统的任务调度命令。JCronTab 则是一款完全按照 crontab 语法编写的 java 任务调度工具。

JCronTab 与 Quartz 相比&＃xff0c;其优点在于&＃xff0c;第一&＃xff0c;支持多种任务调度的持久化方法&＃xff0c;包括普通文件、数据库以及 XML 文件进行持久化&＃xff1b;第二&＃xff0c;JCronTab 能够非常方便地与 Web 应用服务器相结合&＃xff0c;任务调度可以随 Web 应用服务器的启动自动启动&＃xff1b;第三&＃xff0c;JCronTab 还内置了发邮件功能&＃xff0c;可以将任务执行结果方便地发送给需要被通知的人。

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4) Quartz&＃xff08;重点了解&＃xff09;

Quartz是个开源JAVA库,可以简单看做以上三种的结合的扩展。

Scheduler&＃xff1a;调度容器
Job&＃xff1a;Job接口类
JobDetail &＃xff1a;Job的描述类&＃xff0c;job执行时的依据此对象的信息反射实例化出Job的具体执行对象。
Trigger&＃xff1a;存放Job执行的时间策略
JobStore&＃xff1a; 存储作业和调度期间的状态
Calendar&＃xff1a;指定排除的时间点&＃xff08;如排除法定节假日&＃xff09;

]

Quartz的主要线程有两类&＃xff0c;负责调度的线程和负责Misfire&＃xff08;指错过了执行时间的作业&＃xff09;的线程&＃xff0c;其中负责调度的线程RegularSchedulerThread是基于线程池的&＃xff0c;而Misfire只有一个线程。 两类线程都会访问抽象为JobStore的层来获取作业策略或写入调度状态。JobStore也分持久化(JobStoreSupport)和非持久化(RAMJobStore)两种&＃xff0c;使用场景大大不同.

Job:
使用者只需要创建一个 Job 的继承类&＃xff0c;实现 execute 方法。JobDetail 负责封装 Job 以及 Job 的属性&＃xff0c;并将其提供给 Scheduler 作为参数。每次 Scheduler 执行任务时&＃xff0c;首先会创建一个 Job 的实例&＃xff0c;然后再调用 execute 方法执行。Quartz 没有为 Job 设计带参数的构造函数&＃xff0c;因此需要通过额外的 JobDataMap 来存储 Job 的属性。JobDataMap 可以存储任意数量的 Key&＃xff0c;Value 对&＃xff0c;例如&＃xff1a;

jobDetail.getJobDataMap().put("myDescription", "my job description"); jobDetail.getJobDataMap().put("myValue", 1998); ArrayList list &＃61; new ArrayList(); list.add("item1"); jobDetail.getJobDataMap().put("myArray", list);public void execute(JobExecutionContext context)
throws JobExecutionException {
//从context中获取instName&＃xff0c;groupName以及dataMap
String instName &＃61; context.getJobDetail().getName();
String groupName &＃61; context.getJobDetail().getGroup();
JobDataMap dataMap &＃61; context.getJobDetail().getJobDataMap();
//从dataMap中获取myDescription&＃xff0c;myValue以及myArray
String myDescription &＃61; dataMap.getString("myDescription");
int myValue &＃61; dataMap.getInt("myValue");

Trigger:
Trigger 的作用是设置调度策略。Quartz 设计了多种类型的 Trigger&＃xff0c;其中最常用的是 SimpleTrigger 和 CronTrigger。

public SimpleTrigger(String name, String group, Date startTime, Date endTime, int repeatCount, long repeatInterval)

CronTrigger 的用途更广&＃xff0c;相比基于特定时间间隔进行调度安排的 SimpleTrigger&＃xff0c;CronTrigger 主要适用于基于日历的调度安排。例如&＃xff1a;每星期二的 16:38:10 执行&＃xff0c;每月一号执行&＃xff0c;以及更复杂的调度安排等。

Cron 表达式&＃xff0c;由七个字段组成&＃xff1a;

Seconds
Minutes
Hours
Day-of-Month
Month
Day-of-Week
Year (Optional field)

创建一个每十分钟执行的 CronTrigger&＃xff0c;且从每小时的第三分钟开始执行&＃xff1a;
0 3/10 * * * ?

创建一个每周一&＃xff0c;周二&＃xff0c;周三&＃xff0c;周六的晚上 20:00 到 23:00&＃xff0c;每半小时执行一次的 CronTrigger&＃xff1a;
0 0/30 20-23 ? * MON-WED,SAT

创建一个每月最后一个周四&＃xff0c;中午 11:30-14:30&＃xff0c;每小时执行一次的 trigger&＃xff1a;
0 30 11-14/1 ? * 5L

通配符 * 表示该字段可接受任何可能取值。例如 Month 字段赋值 * 表示每个月&＃xff0c;Day-of-Week 字段赋值 * 表示一周的每天。
/ 表示开始时刻与间隔时段。例如 Minutes 字段赋值 2/10 表示在一个小时内每 20 分钟执行一次&＃xff0c;从第 2 分钟开始。
? 仅适用于 Day-of-Month 和 Day-of-Week。? 表示对该字段不指定特定值。

CronTrigger cronTrigger &＃61; new CronTrigger("myTrigger", "myGroup"); try { cronTrigger.setCronExpression("0 0/30 20-13 ? * MON-WED,SAT"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }

Job 与 Trigger 的松耦合设计是 Quartz 的一大特点&＃xff0c;其优点在于同一个 Job 可以绑定多个不同的 Trigger&＃xff0c;同一个 Trigger 也可以调度多个 Job&＃xff0c;灵活性很强。

package io.renren.modules.job.task;import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.quartz.*;
import org.quartz.impl.JobDetailImpl;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;import java.util.Date;
import java.util.List;/*** &＃64;author lanxinghua* &＃64;date 2018/08/07 14:09* &＃64;description*/
public class QuartzTest implements Job {&＃64;Overridepublic void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {JobDetail jobDetail &＃61; jobExecutionContext.getJobDetail();System.out.println(jobDetail.getKey());System.out.println(jobDetail.getJobDataMap().get("type"));}public static void main(String[] args) throws SchedulerException {//创建一个SchedulerSchedulerFactory schedulerFactory &＃61; new StdSchedulerFactory();Scheduler scheduler &＃61; schedulerFactory.getScheduler();//创建JobDetail&＃xff0c;name,gruopname,类名JobDetail jobDetail &＃61; JobBuilder.newJob(QuartzTest.class).withIdentity("jobname","jobgroup").requestRecovery().build();jobDetail.getJobDataMap().put("type","FULL");//创建一个每周触发的TriggerSimpleTrigger trigger &＃61; (SimpleTrigger) TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("triggerName").startAt(new Date()).build();scheduler.scheduleJob(jobDetail,trigger);scheduler.start();System.out.println(trigger.getJobKey());}
}

补充一个知识点&＃xff1a;jobDetail.getKey()&＃xff0c; trigger.getJobKey()

JobDetail jobDetail &＃61; JobBuilder.newJob(QuartzTest.class).withIdentity("task1").requestRecovery().build();
scheduler.scheduleJob(jobDetail,trigger);

jobDetail.getKey(): DEFAULT.task1
trigger.getJobKey() : DEFAULT.task1
TriggerKey triggerKey &＃61; TriggerKey.triggerKey(“task1”);

如果你设置withIdentity(“jobname”,”jobgroup”);那default就不是默认的组了。

Listener
除了上述基本的调度功能&＃xff0c;Quartz 还提供了 listener 的功能。主要包含三种 listener&＃xff1a;JobListener&＃xff0c;TriggerListener 以及 SchedulerListener。当系统发生故障&＃xff0c;相关人员需要被通知时&＃xff0c;Listener 便能发挥它的作用。最常见的情况是&＃xff0c;当任务被执行时&＃xff0c;系统发生故障&＃xff0c;Listener 监听到错误&＃xff0c;立即发送邮件给管理员。

public class MyListener implements JobListener{&＃64;Overridepublic String getName() {return "My Listener";}&＃64;Overridepublic void jobWasExecuted(JobExecutionContext context,JobExecutionException jobException) {if(jobException !&＃61; null){try {//停止Schedulercontext.getScheduler().shutdown();System.out.println("Error occurs when executing jobs, shut down the scheduler ");// 给管理员发送邮件…} catch (SchedulerException e) {e.printStackTrace();}}}
}

需要将 listener 的实现类注册到 Scheduler 和 JobDetail 中&＃xff1a;

sched.addJobListener(new MyListener());
jobDetail.addJobListener(“My Listener”); // listener 的名字

使用者也可以将 listener 注册为全局 listener&＃xff0c;这样便可以监听 scheduler 中注册的所有任务 :

sched.addGlobalJobListener(new MyListener());

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3.总结

四种常用的对任务进行调度的 Java 实现方法&＃xff0c;即 Timer&＃xff0c;ScheduledExecutor, Quartz 以及 JCronTab。

1. 对于简单的基于起始时间点与时间间隔的任务调度&＃xff0c;使用 Timer 就足够了&＃xff1b;
2. 如果需要同时调度多个任务&＃xff0c;基于线程池的 ScheduledTimer 是更为合适的选择&＃xff1b;
3. 当任务调度的策略复杂到难以凭借起始时间点与时间间隔来描述时&＃xff0c;Quartz 与 JCronTab 则体现出它们的优势。

熟悉 Unix/Linux 的开发人员更倾向于 JCronTab&＃xff0c;且 JCronTab 更适合与 Web 应用服务器相结合。Quartz 的 Trigger 与 Job 松耦合设计使其更适用于 Job 与 Trigger 的多对多应用场景。