【本人秃顶程序员】SpringBoot中并发定时任务的实现、动态定时任务的实现（看这一篇就够了）...

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一、在JAVA开发领域，目前可以通过以下几种方式进行定时任务

1、单机部署模式

Timer：jdk中自带的一个定时调度类，可以简单的实现按某一频度进行任务执行。提供的功能比较单一，无法实现复杂的调度任务。
ScheduledExecutorService：也是jdk自带的一个基于线程池设计的定时任务类。其每个调度任务都会分配到线程池中的一个线程执行，所以其任务是并发执行的，互不影响。
Spring Task：Spring提供的一个任务调度工具，支持注解和配置文件形式，支持Cron表达式，使用简单但功能强大。
Quartz：一款功能强大的任务调度器，可以实现较为复杂的调度功能，如每月一号执行、每天凌晨执行、每周五执行等等，还支持分布式调度，就是配置稍显复杂。

2、分布式集群模式（不多介绍，简单提一下）

问题：

如何解决定时任务的多次执行？
如何解决任务的单点问题，实现任务的故障转移？

问题1的简单思考：

固定执行定时任务的机器（可以有效避免多次执行的情况，缺点就是单点故障问题）。
借助Redis的过期机制和分布式锁。
借助mysql的锁机制等。

成熟的解决方案：

Quartz：可以去看看这篇文章Quartz分布式。
elastic-job：当开发的弹性分布式任务调度系统，采用zookeeper实现分布式协调，实现任务高可用以及分片。
xxl-job:是大众点评员发布的分布式任务调度平台，是一个轻量级分布式任务调度框架。
saturn:是唯品会提供一个分布式、容错和高可用的作业调度服务框架。

二、SpringTask实现定时任务（这里是基于springboot）

1、简单的定时任务实现

使用方式：

使用@EnableScheduling注解开启对定时任务的支持。使用@Scheduled 注解即可，基于corn、fixedRate、fixedDelay等一些定时策略来实现定时任务。

使用缺点：

多个定时任务使用的是同一个调度线程，所以任务是阻塞执行的，执行效率不高。
其次如果出现任务阻塞，导致一些场景的定时计算没有实际意义，比如每天12点的一个计算任务被阻塞到1点去执行，会导致结果并非我们想要的。

使用优点：

配置简单
适用于单个后台线程执行周期任务，并且保证顺序一致执行的场景

源码分析：


//默认使用的调度器
if(this.taskScheduler == null) {  
    this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
    this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
}
//可以看到SingleThreadScheduledExecutor指定的核心线程为1，说白了就是单线程执行
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
    return new DelegatedScheduledExecutorService
        (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}
//利用了DelayedWorkQueue延时队列作为任务的存放队列，这样便可以实现任务延迟执行或者定时执行
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}
复制代码

2、实现并发的定时任务

使用方式：

方式一：由1中我们知道之所以定时任务是阻塞执行，是配置的线程池决定的，那就好办了，换一个不就行了！直接上代码：


  @Configuration
  public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {
 
      @Autowired
      private TaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;
 
      @Override
      public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
          //简单粗暴的方式直接指定
          //scheduledTaskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(5));
          //也可以自定义的线程池，方便线程的使用与维护，这里不多说了
          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());
      //调度器shutdown被调用时等待当前被调度的任务完成
      taskScheduler.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
      //等待时长
      taskScheduler.setAwaitTerminationSeconds(60);
      return taskScheduler;
  }       
复制代码

方式二：方式一的本质改变了任务调度器默认使用的线程池，接下来这种是不改变调度器的默认线程池，而是把当前任务交给一个异步线程池去执行

首先使用@EnableAsync 启用异步任务
然后在定时任务的方法加上@Async即可，默认使用的线程池为SimpleAsyncTaskExecutor（该线程池默认来一个任务创建一个线程，就会不断创建大量线程，极有可能压爆服务器内存。当然它有自己的限流机制，这里就不多说了，有兴趣的自己翻翻源码~）
项目中为了更好的控制线程的使用，我们可以自定义我们自己的线程池，使用方式@Async("myThreadPool")

废话太多，直接上代码：


  @Scheduled(fixedRate = 1000*10,initialDelay = 1000*20)
  @Async("myThreadPoolTaskExecutor")
  //@Async
  public void scheduledTest02(){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->xxxxx--->"+Thread.currentThread().getId());
  }
  //自定义线程池
  @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-");
      // 线程池对拒绝任务（无线程可用）的处理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默认为后者
      taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
      //调度器shutdown被调用时等待当前被调度的任务完成
      taskExecutor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
      //等待时长
      taskExecutor.setAwaitTerminationSeconds(60);
      taskExecutor.initialize();
      return taskExecutor;
  }
复制代码

线程池的使用心得

java中提供了ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor，对应与spring中的ThreadPoolTaskExecutor和ThreadPoolTaskScheduler，但是在原有的基础上增加了新的特性，在spring环境下更容易使用和控制。
使用自定义的线程池能够避免一些默认线程池造成的内存溢出、阻塞等等问题，更贴合自己的服务特性
使用自定义的线程池便于对项目中线程的管理、维护以及监控。
即便在非spring环境下也不要使用java默认提供的那几种线程池，坑很多，阿里代码规约不说了吗，得相信大厂！！！

三、动态定时任务的实现

问题：

使用@Scheduled注解来完成设置定时任务，但是有时候我们往往需要对周期性的时间的设置会做一些改变，或者要动态的启停一个定时任务，那么这个时候使用此注解就不太方便了，原因在于这个注解中配置的cron表达式必须是常量，那么当我们修改定时参数的时候，就需要停止服务，重新部署。

解决办法： 方式一：实现SchedulingConfigurer接口，重写configureTasks方法，重新制定Trigger,核心方法就是addTriggerTask(Runnable task, Trigger trigger) ，不过需要注意的是，此种方式修改了配置值后，需要在下一次调度结束后，才会更新调度器，并不会在修改配置值时实时更新，实时更新需要在修改配置值时额外增加相关逻辑处理。


  @Configuration
  public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {
 
  @Autowired
  private TaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;
 
  @Override
  public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
      //scheduledTaskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(5));
      scheduledTaskRegistrar.setTaskScheduler(myThreadPoolTaskScheduler);
      //可以实现动态调整定时任务的执行频率
      scheduledTaskRegistrar.addTriggerTask(
              //1.添加任务内容(Runnable)
              () -> System.out.println("cccccccccccccccc--->" + Thread.currentThread().getId()),
              //2.设置执行周期(Trigger)
              triggerContext -> {
                  //2.1 从数据库动态获取执行周期
                  String cron = "0/2 * * * * ? ";
                  //2.2 合法性校验.
  //                    if (StringUtils.isEmpty(cron)) {
  //                        // Omitted Code ..
  //                    }
                      //2.3 返回执行周期(Date)
                      return new CronTrigger(cron).nextExecutionTime(triggerContext);
                  }
          );
  }
  }
复制代码

方式二：使用threadPoolTaskScheduler类可实现动态添加删除功能，当然也可实现执行频率的调整

首先，我们要认识下这个调度类，它其实是对java中ScheduledThreadPoolExecutor的一个封装改进后的产物，主要改进有以下几点：

提供默认配置，因为是ScheduledThreadPoolExecutor，所以只有poolSize这一个默认参数。
支持自定义任务，通过传入Trigger参数。
对任务出错处理进行优化，如果是重复性的任务，不抛出异常，通过日志记录下来，不影响下次运行，如果是只执行一次的任务，将异常往上抛。

顺便说下ThreadPoolTaskExecutor相对于ThreadPoolExecutor的改进点：

提供默认配置，原生的ThreadPoolExecutor的除了ThreadFactory和RejectedExecutionHandler其他没有默认配置
实现AsyncListenableTaskExecutor接口，支持对FutureTask添加success和fail的回调，任务成功或失败的时候回执行对应回调方法。
因为是spring的工具类，所以抛出的RejectedExecutionException也会被转换为spring框架的TaskRejectedException异常(这个无所谓)
提供默认ThreadFactory实现，直接通过参数重载配置

扯了这么多，还是直接上代码：


  @Component
  public class DynamicTimedTask {
      private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DynamicTimedTask.class);
      //利用创建好的调度类统一管理
      //@Autowired
      //@Qualifier("myThreadPoolTaskScheduler")
      //private ThreadPoolTaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;
      //接受任务的返回结果
      private ScheduledFuture<?> future;
      @Autowired
      private ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler;
      //实例化一个线程池任务调度类,可以使用自定义的ThreadPoolTaskScheduler
      @Bean
      public ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler() {
          ThreadPoolTaskScheduler executor = new ThreadPoolTaskScheduler();
          return new ThreadPoolTaskScheduler();
      }
 
      /**
       * 启动定时任务
       * @return
       */
      public boolean startCron() {
          boolean flag = false;
          //从数据库动态获取执行周期
          String cron = "0/2 * * * * ? ";
          future = threadPoolTaskScheduler.schedule(new CheckModelFile(),cron);
          if (future!=null){
              flag = true;
              logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("定时check训练模型文件,任务启动成功！！！");
          }else {
              logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("定时check训练模型文件,任务启动失败！！！");
          }
          return flag;
      }
 
      /**
       * 停止定时任务
       * @return
       */
      public boolean stopCron() {
          boolean flag = false;
          if (future != null) {
              boolean cancel = future.cancel(true);
              if (cancel){
                  flag = true;
                  logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("定时check训练模型文件,任务停止成功！！！");
              }else {
                  logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("定时check训练模型文件,任务停止失败！！！");
              }
          }else {
              flag = true;
              logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("定时check训练模型文件，任务已经停止！！！");
          }
          return flag;
      }
      class CheckModelFile implements Runnable{
          @Override
          public void run() {
              //编写你自己的业务逻辑  
              System.out.print("模型文件检查完毕！！！")
          }
      }
  }
复制代码

四、总结

到此基于springtask下的定时任务的简单使用算是差不多了，其中不免有些错误的地方，或者理解有偏颇的地方欢迎大家提出来！

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