【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 11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

  1. public class Timer {
  3.     private final TaskQueue queue = new TaskQueue();
  4.     private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);
  6.     public Timer(String name) {
  8.         thread.setName(name);
  9.         thread.start();
  10.     }
  11.     //...
  12. }
  15. class TimerThread extends Thread {
  18.     private TaskQueue queue;
  20.     public void run() {
  22.         //...
  23.         mainLoop();
  24.     }
  26.     private void mainLoop() {
  28.         while (true) {
  30.             //...
  31.             if (taskFired)
  32.                 task.run();
  33.         }
  34.     }
  35. }
  37. class TaskQueue {
  39.     private TimerTask[] queue = new TimerTask[128];
  40. }
  42. public abstract class TimerTask implements Runnable {
  44. }

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

  1. public static void main(String[] args) {
  3.     Timer timer = new Timer();
  4.     timer.schedule(new TimerTask() {
  6.         @Override
  7.         public void run() {
  9.             System.out.println("任务执行");
  10.         }
  11.     }, 2000, 1000);
  12. }

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

  1. public static void main(String[] args) {
  3.     ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);
  4.     TimerTask run = new TimerTask() {
  6.         @Override
  7.         public void run() {
  9.             try {
  11.                 TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
  12.                 SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  13.                 String date = simpleDateFormat.format(new Date());
  14.                 System.out.println("当前运行时间为：" + date);
  15.             } catch (InterruptedException e) {
  17.                 e.printStackTrace();
  18.             }
  19.         }
  20.     };
  21.     scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(run, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);
  22. }

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

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
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

  1. <dependency>
  2.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  3.     <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
  4. </dependency>

2、创建真正的定时任务执行类，该类继承 QuartzJobBean

  1. public class UserJob extends QuartzJobBean {
  4.     @Autowired
  5.     private UserDao userDao;
  7.     @Override
  8.     protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
  10.         String userName = (String) jobExecutionContext.getJobDetail().getJobDataMap().get("userName");
  11.         System.out.println("userName:" + userName);
  12.         User user = userDao.queryById("1");
  13.         System.out.println(user);
  14.     }
  16. }

3、创建调度程序 JobDetail 和调度器 Trigger

  1. @Configuration
  2. public class QuartzConfig {
  5.     @Value("${quartz.cron}")
  6.     private String cron;
  8.     // 创建定时任务
  9.     @Bean
  10.     public JobDetail quartzTestDetail() {
  12.         JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(UserJob.class)
  13.                 .withIdentity("quartzTestDetail", "QUARTZ_TEST")
  14.                 .usingJobData("userName", "zzc")
  15.                 .storeDurably()
  16.                 .build();
  17.         return jobDetail;
  18.     }
  20.     // 创建触发器
  21.     @Bean
  22.     public Trigger quartzTestJobTrigger() {
  24.         //每隔5秒执行一次
  25.         CronScheduleBuilder cronScheduleBuilder = CronScheduleBuilder.cronSchedule(cron);
  26.         //创建触发器
  27.         Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
  28.                 .forJob(quartzTestDetail())
  29.                 .withIdentity("quartzTestJobTrigger", "QUARTZ_TEST_JOB_TRIGGER")
  30.                 .withSchedule(cronScheduleBuilder)
  31.                 .build();
  32.         return trigger;
  33.     }
  34. }

4、yml 配置周期

  1. quartz:
  2.   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：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 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 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。

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