如何用 Java 实现 Web 应用中的定时任务

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了如何用 Java 实现 Web 应用中的定时任务相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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    定时任务,是指定一个未来的时间范围执行一定任务的功能。在当前WEB应用中,多数应用都具备任务调度功能,针对不同的语音,不同的操作系统, 都有其自己的语法及解决方案,windows操作系统把它叫做任务计划,linux中cron服务都提供了这个功能,在我们开发业务系统中很多时候会涉及到这个功能。本场chat将使用java语言完成日常开发工作中常用定时任务的使用,希望给大家工作及学习带来帮助。

    一、定时任务场景

    (1)驱动处理工作流程

    作为一个新的预支付订单被初始化放置,如果该订单在指定时间内未进行支付,则将被认为超时订单进行关闭处理;电商系统中应用较多,用户购买商品产生订单,但未进行支付,订单产生30分钟内未支付将关闭订单(且满足该场景数量庞大),不可能采用人工干预。

    (2)系统维护

    调度工作将获取系统异常日志,及某些关键点数据存储到数据库中,每个工作日(节假日除外平日)在11:30 PM转储到数据库,且生成一个XML文件发送至某位员工邮箱。

    (3)在应用程序内提供提醒服务。

    系统定时提醒登录用户某时间点执行相关工作。

    (4)定时对账任务

    公司与三方公司(运营商,银行等)业务,每天零点后进行当天业务的对账,将对账信息结果数据发送至相关负责人邮箱,第二天工作时间进行处理不匹配数据。

    (5)数据统计

    数据记录较多,实时从数据库读取查询会产生一定时间,为客户体验及性能需要,故每周(天,小时)将数据进行汇总,从而在展示数据时能够快速的呈现数据。

    使用定时任务的场景还有很多... 看来定时任务在我们日常的开发中真的应用很广泛...

    二、主流定时任务技术讲解 Timer

    相信大家都已经非常熟悉 java.util.Timer 了,它是最简单的一种实现任务调度的方法,下面给出一个具体的例子:

    package com.ibm.scheduler; 
     import java.util.Timer; 
     import java.util.TimerTask; 
    
     public class TimerTest extends TimerTask { 
    
     private String jobName = ""; 
    
     public TimerTest(String jobName) { 
         super(); 
         this.jobName = jobName; 
     } 
    
     @Override 
     public void run() { 
     System.out.println("execute " + jobName); 
     } 
    
     public static void main(String[] args) { 
         Timer timer = new Timer(); 
         long delay1 = 1 * 1000; 
         long period1 = 1000; 
         // 从现在开始 1 秒钟之后,每隔 1 秒钟执行一次 job1 
         timer.schedule(new TimerTest("job1"), delay1, period1); 
         long delay2 = 2 * 1000; 
         long period2 = 2000; 
         // 从现在开始 2 秒钟之后,每隔 2 秒钟执行一次 job2 
         timer.schedule(new TimerTest("job2"), delay2, period2); 
         } 
     }java学习群669823128
    /**
    输出结果: 
    execute job1 
    execute job1 
    execute job2 
    execute job1 
    execute job1 
    execute job2 
    */

    使用 Timer 实现任务调度的核心类是 Timer 和 TimerTask。其中 Timer 负责设定 TimerTask 的起始与间隔执行时间。使用者只需要创建一个 TimerTask 的继承类,实现自己的 run 方法,然后将其丢给 Timer 去执行即可。Timer 的设计核心是一个 TaskList 和一个 TaskThread。Timer 将接收到的任务丢到自己的 TaskList 中,TaskList 按照 Task 的最初执行时间进行排序。TimerThread 在创建 Timer 时会启动成为一个守护线程。这个线程会轮询所有任务,找到一个最近要执行的任务,然后休眠,当到达最近要执行任务的开始时间点,TimerThread 被唤醒并执行该任务。之后 TimerThread 更新最近一个要执行的任务,继续休眠。

    Timer 的优点在于简单易用,但由于所有任务都是由同一个线程来调度,因此所有任务都是串行执行的,同一时间只能有一个任务在执行,前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务(这点需要注意)。

    ScheduledExecutor

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

    package com.ibm.scheduler;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class ScheduledExecutorTest implements Runnable {
        private String jobName = "";
    
        public ScheduledExecutorTest(String jobName) {
            super();
            this.jobName = jobName;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("execute " + jobName);
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
    
            long initialDelay1 = 1;
            long period1 = 1;
            // 从现在开始1秒钟之后,每隔1秒钟执行一次job1
            service.scheduleAtFixedRate(
                    new ScheduledExecutorTest("job1"), initialDelay1,
                    period1, TimeUnit.SECONDS);
    
            long initialDelay2 = 1;
            long delay2 = 1;
            // 从现在开始2秒钟之后,每隔2秒钟执行一次job2
            service.scheduleWithFixedDelay(
                    new ScheduledExecutorTest("job2"), initialDelay2,
                    delay2, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }
    /**
    输出结果:
    execute job1
    execute job1
    execute job2
    execute job1
    execute job1
    execute job2
    */

    上述代码展示了 ScheduledExecutorService 中两种最常用的调度方法 ScheduleAtFixedRate 和 ScheduleWithFixedDelay。ScheduleAtFixedRate 每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔,即每次执行时间为 :initialDelay, initialDelay+period, initialDelay+2*period, … ScheduleWithFixedDelay每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔,即每次执行时间为:initialDelay, initialDelay+executeTime+delay, initialDelay+2*executeTime+2*delay。由此可见,ScheduleAtFixedRate 是基于固定时间间隔进行任务调度,ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短,是基于不固定时间间隔进行任务调度。

    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,不能胜任更加复杂的调度需求。比如,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,但我们可以借助 Calendar 间接实现该功能。

    package com.ibm.scheduler;
    
    import java.util.Calendar;
    import java.util.Date;
    import java.util.TimerTask;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class ScheduledExceutorTest2 extends TimerTask {
    
        private String jobName = "";
    
        public ScheduledExceutorTest2(String jobName) {
            super();
            this.jobName = jobName;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Date = "+new Date()+", execute " + jobName);
        }
    
        /**
         * 计算从当前时间currentDate开始,满足条件dayOfWeek, hourOfDay, 
         * minuteOfHour, secondOfMinite的最近时间
         * @return
         */
        public Calendar getEarliestDate(Calendar currentDate, int dayOfWeek,
                int hourOfDay, int minuteOfHour, int secondOfMinite) {
            //计算当前时间的WEEK_OF_YEAR,DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE,SECOND等各个字段值
            int currentWeekOfYear = currentDate.get(Calendar.WEEK_OF_YEAR);
            int currentDayOfWeek = currentDate.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
            int currentHour = currentDate.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
            int currentMinute = currentDate.get(Calendar.MINUTE);
            int currentSecond = currentDate.get(Calendar.SECOND);
    
            //如果输入条件中的dayOfWeek小于当前日期的dayOfWeek,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
            boolean weekLater = false;
            if (dayOfWeek < currentDayOfWeek) {
                weekLater = true;
            } else if (dayOfWeek == currentDayOfWeek) {
                //当输入条件与当前日期的dayOfWeek相等时,如果输入条件中的
                //hourOfDay小于当前日期的
                //currentHour,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周    
                if (hourOfDay < currentHour) {
                    weekLater = true;
                } else if (hourOfDay == currentHour) {
                     //当输入条件与当前日期的dayOfWeek, hourOfDay相等时,
                     //如果输入条件中的minuteOfHour小于当前日期的
                    //currentMinute,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
                    if (minuteOfHour < currentMinute) {
                        weekLater = true;
                    } else if (minuteOfHour == currentSecond) {
                         //当输入条件与当前日期的dayOfWeek, hourOfDay, 
                         //minuteOfHour相等时,如果输入条件中的
                        //secondOfMinite小于当前日期的currentSecond,
                        //则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
                        if (secondOfMinite < currentSecond) {
                            weekLater = true;
                        }
                    }
                }
            }
            if (weekLater) {
                //设置当前日期中的WEEK_OF_YEAR为当前周推迟一周
                currentDate.set(Calendar.WEEK_OF_YEAR, currentWeekOfYear + 1);
            }
            // 设置当前日期中的DAY_OF_WEEK,HOUR_OF_DAY,MINUTE,SECOND为输入条件中的值。
            currentDate.set(Calendar.DAY_OF_WEEK, dayOfWeek);
            currentDate.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, hourOfDay);
            currentDate.set(Calendar.MINUTE, minuteOfHour);
            currentDate.set(Calendar.SECOND, secondOfMinite);
            return currentDate;
    
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
    
            ScheduledExceutorTest2 test = new ScheduledExceutorTest2("job1");
            //获取当前时间
            Calendar currentDate = Calendar.getInstance();
            long currentDateLong = currentDate.getTime().getTime();
            System.out.println("Current Date = " + currentDate.getTime().toString());
            //计算满足条件的最近一次执行时间
            Calendar earliestDate = test
                    .getEarliestDate(currentDate, 3, 16, 38, 10);
            long earliestDateLong = earliestDate.getTime().getTime();
            System.out.println("Earliest Date = "
                    + earliestDate.getTime().toString());
            //计算从当前时间到最近一次执行时间的时间间隔
            long delay = earliestDateLong - currentDateLong;
            //计算执行周期为一星期
            long period = 7 * 24 * 60 * 60 * 1000;
            ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
            //从现在开始delay毫秒之后,每隔一星期执行一次job1
            service.scheduleAtFixedRate(test, delay, period,
                    TimeUnit.MILLISECONDS);
        }
    }
    /**
    输出结果:
    Current Date = Wed Feb 02 17:32:01 CST 2011
    Earliest Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011
    Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011, execute job1
    Date = Tue Feb 15 16:38:10 CST 2011, execute job1
    */

    上述代码实现了每星期二 16:38:10 调度任务的功能。其核心在于根据当前时间推算出最近一个星期二 16:38:10 的绝对时间,然后计算与当前时间的时间差,作为调用 ScheduledExceutor 函数的参数。计算最近时间要用到 java.util.calendar 的功能。首先需要解释 calendar 的一些设计思想。Calendar 有以下几种唯一标识一个日期的组合方式:

    引用

    YEAR + MONTH + DAY_OF_MONTH

    YEAR + MONTH + WEEK_OF_MONTH + DAY_OF_WEEK

    YEAR + MONTH + DAY_OF_WEEK_IN_MONTH + DAY_OF_WEEK

    YEAR + DAY_OF_YEAR

    YEAR + DAY_OF_WEEK + WEEK_OF_YEAR

    上述组合分别加上 HOUROFDAY + MINUTE + SECOND 即为一个完整的时间标识。

    上述DEMO采用了最后一种组合方式。输入为 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 以及当前日期 , 输出为一个满足 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 并且距离当前日期最近的未来日期。计算的原则是从输入的 DAY_OF_WEEK 开始比较,如果小于当前日期的 DAY_OF_WEEK,则需要向 WEEK_OF_YEAR 进一, 即将当前日期中的 WEEK_OF_YEAR 加一并覆盖旧值;如果等于当前的 DAY_OF_WEEK, 则继续比较 HOUR_OF_DAY;如果大于当前的 DAY_OF_WEEK,则直接调用 java.util.calenda 的 calendar.set(field, value) 函数将当前日期的 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 赋值为输入值,依次类推,直到比较至 SECOND。我们可以根据输入需求选择不同的组合方式来计算最近执行时间。

    用上述方法实现该任务调度比较繁琐,期待需要一个更加完善的任务调度工具来解决这些复杂的调度问题。幸运的是,开源工具包 Quartz 在这方面展现了强大的能力。

    Quartz

    OpenSymphony开源组织在Job scheduling领域又一个开源项目,它可以与J2EE与J2SE应用程序相结合也可以单独使用。Quartz可以用来创建简单或为运行十个,百个,甚至是好几万个Jobs这样复杂的程序。

    技术分享图片

    先来看一个例子吧:

    package com.test.quartz;
    
    import static org.quartz.DateBuilder.newDate;
    import static org.quartz.JobBuilder.newJob;
    import static org.quartz.SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule;
    import static org.quartz.TriggerBuilder.newTrigger;
    
    import java.util.GregorianCalendar;
    
    import org.quartz.JobDetail;
    import org.quartz.Scheduler;
    import org.quartz.Trigger;
    import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
    import org.quartz.impl.calendar.AnnualCalendar;
    
    public class QuartzTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                //创建scheduler
                Scheduler scheduler = StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
    
                //定义一个Trigger
                Trigger trigger = newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1") //定义name/group
                    .startNow()//一旦加入scheduler,立即生效
                    .withSchedule(simpleSchedule() //使用SimpleTrigger
                        .withIntervalInSeconds(1) //每隔一秒执行一次
                        .repeatForever()) //一直执行,奔腾到老不停歇
                    .build();
    
                //定义一个JobDetail
                JobDetail job = newJob(HelloQuartz.class) //定义Job类为HelloQuartz类,这是真正的执行逻辑所在
                    .withIdentity("job1", "group1") //定义name/group
                    .usingJobData("name", "quartz") //定义属性
                    .build();
    
                //加入这个调度
                scheduler.scheduleJob(job, trigger);
    
                //启动之
                scheduler.start();
    
                //运行一段时间后关闭
                Thread.sleep(10000);
                scheduler.shutdown(true);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    package com.test.quartz;
    
    import java.util.Date;
    
    import org.quartz.DisallowConcurrentExecution;
    import org.quartz.Job;
    import org.quartz.JobDetail;
    import org.quartz.JobExecutionContext;
    import org.quartz.JobExecutionException;
    
    public class HelloQuartz implements Job {
        public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
            JobDetail detail = context.getJobDetail();
            String name = detail.getJobDataMap().getString("name");
            System.out.println("say hello to " + name + " at " + new Date());
        }
    }

    通过以上例子:Quartz最重要的3个基本要素:

    • Scheduler:调度器。所有的调度都是由它控制。
    • Trigger: 定义触发的条件。例子中,它的类型是SimpleTrigger,每隔1秒中执行一次(什么是SimpleTrigger下面会有详述)。
    • JobDetail & Job: JobDetail 定义的是任务数据,而真正的执行逻辑是在Job中,例子中是HelloQuartz。 为什么设计成JobDetail + Job,不直接使用Job?这是因为任务是有可能并发执行,如果Scheduler直接使用Job,就会存在对同一个Job实例并发访问的问题。而JobDetail & Job 方式,sheduler每次执行,都会根据JobDetail创建一个新的Job实例,这样就可以规避并发访问的问题。

    Quartz API

    Quartz的API的风格在2.x以后,采用的是DSL风格(通常意味着fluent interface风格),就是示例中newTrigger()那一段东西。它是通过Builder实现的,就是以下几个。(下面大部分代码都要引用这些Builder )

    //job相关的builder
    import static org.quartz.JobBuilder.*;
    
    //trigger相关的builder
    import static org.quartz.TriggerBuilder.*;
    import static org.quartz.SimpleScheduleBuilder.*;
    import static org.quartz.CronScheduleBuilder.*;
    import static org.quartz.DailyTimeIntervalScheduleBuilder.*;
    import static org.quartz.CalendarIntervalScheduleBuilder.*;
    
    //日期相关的builder
    import static org.quartz.DateBuilder.*;

    DSL风格写起来会更加连贯,畅快,而且由于不是使用setter的风格,语义上会更容易理解一些。对比一下:

    JobDetail jobDetail=new JobDetailImpl("jobDetail1","group1",HelloQuartz.class);
    jobDetail.getJobDataMap().put("name", "quartz");
    
    SimpleTriggerImpl trigger=new SimpleTriggerImpl("trigger1","group1");
    trigger.setStartTime(new Date());
    trigger.setRepeatInterval(1);
    trigger.setRepeatCount(-1);

    关于name和group

    JobDetail和Trigger都有name和group。

    name是它们在这个sheduler里面的唯一标识。如果我们要更新一个JobDetail定义,只需要设置一个name相同的JobDetail实例即可。

    group是一个组织单元,sheduler会提供一些对整组操作的API,比如 scheduler.resumeJobs()。

    Trigger

    在开始详解每一种Trigger之前,需要先了解一下Trigger的一些共性。

    StartTime & EndTime

    startTime和endTime指定的Trigger会被触发的时间区间。在这个区间之外,Trigger是不会被触发的。 所有Trigger都会包含这两个属性。

    优先级(Priority)

    当scheduler比较繁忙的时候,可能在同一个时刻,有多个Trigger被触发了,但资源不足(比如线程池不足)。那么这个时候比剪刀石头布更好的方式,就是设置优先级。优先级高的先执行。 需要注意的是,优先级只有在同一时刻执行的Trigger之间才会起作用,如果一个Trigger是9:00,另一个Trigger是9:30。那么无论后一个优先级多高,前一个都是先执行。 优先级的值默认是5,当为负数时使用默认值。最大值似乎没有指定,但建议遵循Java的标准,使用1-10,不然鬼才知道看到【优先级为10】是时,上头还有没有更大的值。

    Misfire(错失触发)策略

    类似的Scheduler资源不足的时候,或者机器崩溃重启等,有可能某一些Trigger在应该触发的时间点没有被触发,也就是Miss Fire了。这个时候Trigger需要一个策略来处理这种情况。每种Trigger可选的策略各不相同。这里有两个点需要重点注意:

    MisFire的触发是有一个阀值,这个阀值是配置在JobStore的。比RAMJobStore是org.quartz.jobStore.misfireThreshold。只有超过这个阀值,才会算MisFire。小于这个阀值,Quartz是会全部重新触发。所有MisFire的策略实际上都是解答两个问题:

    • 已经MisFire的任务还要重新触发吗?
    • 如果发生MisFire,要调整现有的调度时间吗?

    比如SimpleTrigger的MisFire策略有:

    • MISFIRE_INSTRUCTION_IGNORE_MISFIRE_POLICY 这个不是忽略已经错失的触发的意思,而是说忽略MisFire策略。它会在资源合适的时候,重新触发所有的MisFire任务,并且不会影响现有的调度时间。比如,SimpleTrigger每15秒执行一次,而中间有5分钟时间它都MisFire了,一共错失了20个,5分钟后,假设资源充足了,并且任务允许并发,它会被一次性触发。这个属性是所有Trigger都适用。
    • MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_NOW 忽略已经MisFire的任务,并且立即执行调度。这通常只适用于只执行一次的任务。
    • MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_EXISTING_REPEAT_COUNT 将startTime设置当前时间,立即重新调度任务,包括的MisFire的。
    • MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_REMAINING_REPEAT_COUNT 类似MISFIREINSTRUCTIONRESCHEDULENOWWITHEXISTINGREPEAT_COUNT,区别在于会忽略已经MisFire的任务。
    • MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_EXISTING_COUNT 在下一次调度时间点,重新开始调度任务,包括的MisFire的。
    • MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_REMAINING_COUNT 类似于MISFIREINSTRUCTIONRESCHEDULENEXTWITHEXISTINGCOUNT,区别在于会忽略已经MisFire的任务。
    • MISFIRE_INSTRUCTION_SMART_POLICY 所有的Trigger的MisFire默认值都是这个,大致意思是“把处理逻辑交给聪明的Quartz去决定”。基本策略是。
    • 如果是只执行一次的调度,使用MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_NOW。
    • 如果是无限次的调度(repeatCount是无限的),使用MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_REMAINING_COUNT。
    • 否则,使用MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_EXISTING_REPEAT_COUNT MisFire的东西挺繁杂的,可以参考这篇。

    Calendar

    这里的Calendar不是jdk的java.util.Calendar,不是为了计算日期的。它的作用是在于补充Trigger的时间。可以排除或加入某一些特定的时间点。

    以”每月25日零点自动还卡债“为例,我们想排除掉每年的2月25号零点这个时间点(因为有2.14,所以2月一定会破产)。这个时间,就可以用Calendar来实现。

    例子:

    AnnualCalendar cal = new AnnualCalendar(); //定义一个每年执行Calendar,精度为天,即不能定义到2.25号下午2:00
    java.util.Calendar excludeDay = new GregorianCalendar();
    excludeDay.setTime(newDate().inMonthOnDay(2, 25).build());
    cal.setDayExcluded(excludeDay, true);  //设置排除2.25这个日期
    scheduler.addCalendar("FebCal", cal, false, false); //scheduler加入这个Calendar
    
    //定义一个Trigger
    Trigger trigger = newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1") 
        .startNow()//一旦加入scheduler,立即生效
        .modifiedByCalendar("FebCal") //使用Calendar !!
        .withSchedule(simpleSchedule()
            .withIntervalInSeconds(1) 
            .repeatForever()) 
        .build();

    Quartz体贴地为我们提供以下几种Calendar,注意,所有的Calendar既可以是排除,也可以是包含,取决于:

    • HolidayCalendar。指定特定的日期,比如20140613。精度到天。
    • DailyCalendar。指定每天的时间段(rangeStartingTime, rangeEndingTime),格式是HH:MM[:SS[:mmm]]。也就是最大精度可以到毫秒。
    • WeeklyCalendar。指定每星期的星期几,可选值比如为java.util.Calendar.SUNDAY。精度是天。
    • MonthlyCalendar。指定每月的几号。可选值为1-31。精度是天
    • AnnualCalendar。 指定每年的哪一天。使用方式如上例。精度是天。
    • CronCalendar。指定Cron表达式。精度取决于Cron表达式,也就是最大精度可以到秒。

    Trigger实现类

    Quartz有以下几种Trigger实现:

    SimpleTrigger

    指定从某一个时间开始,以一定的时间间隔(单位是毫秒)执行的任务。它适合的任务类似于:9:00 开始,每隔1小时,执行一次。它的属性有:

    • repeatInterval 重复间隔
    • repeatCount 重复次数。实际执行次数是 repeatCount+1。因为在startTime的时候一定会执行一次。下面有关repeatCount 属性的都是同理。

    例子:

    simpleSchedule()
            .withIntervalInHours(1) //每小时执行一次
            .repeatForever() //次数不限
            .build();
    
    simpleSchedule()
        .withIntervalInMinutes(1) //每分钟执行一次
        .withRepeatCount(10) //次数为10次
        .build();

    CalendarIntervalTrigger

    类似于SimpleTrigger,指定从某一个时间开始,以一定的时间间隔执行的任务。 但是不同的是SimpleTrigger指定的时间间隔为毫秒,没办法指定每隔一个月执行一次(每月的时间间隔不是固定值),而CalendarIntervalTrigger支持的间隔单位有秒,分钟,小时,天,月,年,星期。 相较于SimpleTrigger有两个优势:1、更方便,比如每隔1小时执行,你不用自己去计算1小时等于多少毫秒。 2、支持不是固定长度的间隔,比如间隔为月和年。但劣势是精度只能到秒。它适合的任务类似于:9:00 开始执行,并且以后每周 9:00 执行一次。它的属性有:

    • interval 执行间隔
    • intervalUnit 执行间隔的单位(秒,分钟,小时,天,月,年,星期)

    例子:

    calendarIntervalSchedule()
        .withIntervalInDays(1) //每天执行一次
        .build();
    
    calendarIntervalSchedule()
        .withIntervalInWeeks(1) //每周执行一次
        .build();

    DailyTimeIntervalTrigger

    指定每天的某个时间段内,以一定的时间间隔执行任务。并且它可以支持指定星期。它适合的任务类似于:指定每天9:00 至 18:00 ,每隔70秒执行一次,并且只要周一至周五执行。 它的属性有:

    • startTimeOfDay 每天开始时间
    • endTimeOfDay 每天结束时间
    • daysOfWeek 需要执行的星期
    • interval 执行间隔
    • intervalUnit 执行间隔的单位(秒,分钟,小时,天,月,年,星期)
    • repeatCount 重复次数

    例子:

    dailyTimeIntervalSchedule()
        .startingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(9, 0)) //第天9:00开始
        .endingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(16, 0)) //16:00 结束 
        .onDaysOfTheWeek(MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY) //周一至周五执行
        .withIntervalInHours(1) //每间隔1小时执行一次
        .withRepeatCount(100) //最多重复100次(实际执行100+1次)
        .build();
    
    dailyTimeIntervalSchedule()
        .startingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(9, 0)) //第天9:00开始
        .endingDailyAfterCount(10) //每天执行10次,这个方法实际上根据 startTimeOfDay+interval*count 算出 endTimeOfDay
        .onDaysOfTheWeek(MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY) //周一至周五执行
        .withIntervalInHours(1) //每间隔1小时执行一次
        .build();

    CronTrigger

    适合于更复杂的任务,它支持类型于Linux Cron的语法(并且更强大)。基本上它覆盖了以上三个Trigger的绝大部分能力(但不是全部)—— 当然,也更难理解。它适合的任务类似于:每天0:00,9:00,18:00各执行一次。它的属性只有:

    Cron表达式

    但这个表示式本身就够复杂了。下面会有说明。例子:

    cronSchedule("0 0/2 8-17 * * ?") // 每天8:00-17:00,每隔2分钟执行一次
        .build();
    
    cronSchedule("0 30 9 ? * MON") // 每周一,9:30执行一次
    .build();
    
    weeklyOnDayAndHourAndMinute(MONDAY,9, 30) //等同于 0 30 9 ? * MON 
        .build();

    Cron表达式

    位置 时间域 允许值 特殊值
    1 0-59 , - * /
    2 分钟 0-59 , - * /
    3 小时 0-23 , - * /
    4 日期 1-31 , - * ? / L W C
    5 月份 1-12 , - * /
    6 星期 1-7 , - * ? / L C #
    7 年份(可选) 1-31 , - * /
    • 星号():可用在所有字段中,表示对应时间域的每一个时刻,例如, 在分钟字段时,表示“每分钟”;
    • 问号(?):该字符只在日期和星期字段中使用,它通常指定为“无意义的值”,相当于点位符;
    • 减号(-):表达一个范围,如在小时字段中使用“10-12”,则表示从10到12点,即10,11,12;
    • 逗号(,):表达一个列表值,如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”,则表示星期一,星期三和星期五;
    • 斜杠(/):x/y表达一个等步长序列,x为起始值,y为增量步长值。如在分钟字段中使用0/15,则表示为0,15,30和45秒,而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50,你也可以使用*/y,它等同于0/y;
    • L:该字符只在日期和星期字段中使用,代表“Last”的意思,但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中,表示这个月份的最后一天,如一月的31号,非闰年二月的28号;如果L用在星期中,则表示星期六,等同于7。但是,如果L出现在星期字段里,而且在前面有一个数值X,则表示“这个月的最后X天”,例如,6L表示该月的最后星期五;
    • W:该字符只能出现在日期字段里,是对前导日期的修饰,表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日,如果该月15号是星期六,则匹配14号星期五;如果15日是星期日,则匹配16号星期一;如果15号是星期二,那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月,如你指定1W,如果1号是星期六,结果匹配的是3号星期一,而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期,而不能指定日期范围;
    • LW组合:在日期字段可以组合使用LW,它的意思是当月的最后一个工作日; 井号(#):该字符只能在星期字段中使用,表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五,#3表示当前的第三个),而4#5表示当月的第五个星期三,假设当月没有第五个星期三,忽略不触发;
    • C:该字符只在日期和星期字段中使用,代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期,如果日期没有被关联,则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。

    Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感,对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。一些例子:

    表示式 说明
    0 0 12 * * ? 每天12点运行
    0 15 10 ? * * 每天10:15运行
    0 15 10 * * ? 每天10:15运行
    0 15 10 * * ? * 每天10:15运行
    0 15 10 * * ? 2008 在2008年的每天10:15运行
    0 * 14 * * ? 每天14点到15点之间每分钟运行一次,开始于14:00,结束于14:59。
    0 0/5 14 * * ? 每天14点到15点每5分钟运行一次,开始于14:00,结束于14:55。
    0 0/5 14,18 * * ? 每天14点到15点每5分钟运行一次,此外每天18点到19点每5钟也运行一次。
    0 0-5 14 * * ? 每天14:00点到14:05,每分钟运行一次。
    0 10,44 14 ? 3 WED 3月每周三的14:10分到14:44,每分钟运行一次。
    0 15 10 ? * MON-FRI 每周一,二,三,四,五的10:15分运行。
    0 15 10 15 * ? 每月15日10:15分运行。
    0 15 10 L * ? 每月最后一天10:15分运行。
    0 15 10 ? * 6L 每月最后一个星期五10:15分运行。
    0 15 10 ? * 6L 2007-2009 在2007,2008,2009年每个月的最后一个星期五的10:15分运行。
    0 15 10 ? * 6#3 每月第三个星期五的10:15分运行。

    JobDetail & Job

    JobDetail是任务的定义,而Job是任务的执行逻辑。在JobDetail里会引用一个Job Class定义。一个最简单的例子:

    public class JobTest {
        public static void main(String[] args) throws SchedulerException, IOException {
               JobDetail job=newJob()
                   .ofType(DoNothingJob.class) //引用Job Class
                   .withIdentity("job1", "group1") //设置name/group
                   .withDescription("this is a test job") //设置描述
                   .usingJobData("age", 18) //加入属性到ageJobDataMap
                   .build();
    
               job.getJobDataMap().put("name", "quertz"); //加入属性name到JobDataMap
    
               //定义一个每秒执行一次的SimpleTrigger
               Trigger trigger=newTrigger()
                       .startNow()
                       .withIdentity("trigger1")
                       .withSchedule(simpleSchedule()
                           .withIntervalInSeconds(1)
                           .repeatForever())
                       .build();
    
               Scheduler sche=StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
               sche.scheduleJob(job, trigger);
    
               sche.start();
    
               System.in.read();
    
               sche.shutdown();
        }
    }
    
    
    public class DoNothingJob implements Job {
        public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
            System.out.println("do nothing");
        }
    }

    从上例我们可以看出,要定义一个任务,需要干几件事:

    • 创建一个org.quartz.Job的实现类,并实现实现自己的业务逻辑。比如上面的DoNothingJob。
    • 定义一个JobDetail,引用这个实现类
    • 加入scheduleJob Quartz调度一次任务,会干如下的事:
    • JobClass jobClass=JobDetail.getJobClass()
    • Job jobInstance=jobClass.newInstance()。所以Job实现类,必须有一个public的无参构建方法。
    • jobInstance.execute(JobExecutionContext context)。JobExecutionContext是Job运行的上下文,可以获得Trigger、Scheduler、JobDetail的信息。

    也就是说,每次调度都会创建一个新的Job实例,这样的好处是有些任务并发执行的时候,不存在对临界资源的访问问题——当然,如果需要共享JobDataMap的时候,还是存在临界资源的并发访问的问题。

    JobDataMap

    Job是newInstance的实例,那我怎么传值给它? 比如我现在有两个发送邮件的任务,一个是发给"liLei",一个发给"hanmeimei",不能说我要写两个Job实现类LiLeiSendEmailJob和HanMeiMeiSendEmailJob。实现的办法是通过JobDataMap。

    每一个JobDetail都会有一个JobDataMap。JobDataMap本质就是一个Map的扩展类,只是提供了一些更便捷的方法,比如getString()之类的。

    我们可以在定义JobDetail,加入属性值,方式有二:

    • newJob().usingJobData("age", 18) //加入属性到ageJobDataMap
    • job.getJobDataMap().put("name", "quertz"); //加入属性name到JobDataMap

    然后在Job中可以获取这个JobDataMap的值,方式同样有二:

    public class HelloQuartz implements Job {
        private String name;
        public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
            JobDetail detail = context.getJobDetail();
            JobDataMap map = detail.getJobDataMap(); //方法一:获得JobDataMap
            System.out.println("say hello to " + name + "[" + map.getInt("age") + "]" + " at "
                               + new Date());
        }
    
      //方法二:属性的setter方法,会将JobDataMap的属性自动注入
        public void setName(String name) { 
            this.name = name;
        }
    }

    对于同一个JobDetail实例,执行的多个Job实例,是共享同样的JobDataMap,也就是说,如果你在任务里修改了里面的值,会对其他Job实例(并发的或者后续的)造成影响。

    除了JobDetail,Trigger同样有一个JobDataMap,共享范围是所有使用这个Trigger的Job实例。

    Job并发

    Job是有可能并发执行的,比如一个任务要执行10秒中,而调度算法是每秒中触发1次,那么就有可能多个任务被并发执行。

    有时候我们并不想任务并发执行,比如这个任务要去”获得数据库中所有未发送邮件的名单“,如果是并发执行,就需要一个数据库锁去避免一个数据被多次处理。这个时候一个@DisallowConcurrentExecution解决这个问题。就是这样:

    public class DoNothingJob implements Job {
        @DisallowConcurrentExecution
        public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
            System.out.println("do nothing");
        }
    }

    注意,@DisallowConcurrentExecution是对JobDetail实例生效,也就是如果你定义两个JobDetail,引用同一个Job类,是可以并发执行的。

    JobExecutionException

    Job.execute()方法是不允许抛出除JobExecutionException之外的所有异常的(包括RuntimeException),所以编码的时候,最好是try-catch住所有的Throwable,小心处理。

    其他属性

    • Durability(耐久性?) 如果一个任务不是durable,那么当没有Trigger关联它的时候,它就会被自动删除。
    • RequestsRecovery 如果一个任务是"requests recovery",那么当任务运行过程非正常退出时(比如进程崩溃,机器断电,但不包括抛出异常这种情况),Quartz再次启动时,会重新运行一次这个任务实例。

    可以通过JobExecutionContext.isRecovering()查询任务是否是被恢复的。

    Scheduler

    • Scheduler就是Quartz的大脑,所有任务都是由它来设施。
    • Schduelr包含一个两个重要组件: JobStore和ThreadPool。
    • JobStore是会来存储运行时信息的,包括Trigger,Schduler,JobDetail,业务锁等。它有多种实现RAMJob(内存实现),JobStoreTX(JDBC,事务由Quartz管理),JobStoreCMT(JDBC,使用容器事务),ClusteredJobStore(集群实现)、TerracottaJobStore(什么是Terractta)。
    • ThreadPool就是线程池,Quartz有自己的线程池实现。所有任务的都会由线程池执行。

    SchedulerFactory

    SchdulerFactory,顾名思义就是来用创建Schduler了,有两个实现:DirectSchedulerFactory和 StdSchdulerFactory。前者可以用来在代码里定制你自己的Schduler参数。后者是直接读取classpath下的quartz.properties(不存在就都使用默认值)配置来实例化Schduler。通常来讲,我们使用StdSchdulerFactory也就足够了。

    SchdulerFactory本身是支持创建RMI stub的,可以用来管理远程的Scheduler,功能与本地一样,可以远程提交个Job什么的。DirectSchedulerFactory的创建接口:

    /**
         * Same as
         * {@link DirectSchedulerFactory#createScheduler(ThreadPool threadPool, JobStore jobStore)},
         * with the addition of specifying the scheduler name and instance ID. This
         * scheduler can only be retrieved via
         * {@link DirectSchedulerFactory#getScheduler(String)}
         *
         * @param schedulerName
         *          The name for the scheduler.
         * @param schedulerInstanceId
         *          The instance ID for the scheduler.
         * @param threadPool
         *          The thread pool for executing jobs
         * @param jobStore
         *          The type of job store
         * @throws SchedulerException
         *           if initialization failed
         */
    
    
         public void createScheduler(String schedulerName,
                    String schedulerInstanceId, ThreadPool threadPool, JobStore jobStore)
                throws SchedulerException;

    StdSchdulerFactory的配置例子, 更多配置,参考Quartz配置指南:

    org.quartz.scheduler.instanceName = DefaultQuartzScheduler
    org.quartz.threadPool.class = org.quartz.simpl.SimpleThreadPool
    org.quartz.threadPool.threadCount = 10 
    org.quartz.threadPool.threadPriority = 5
    org.quartz.threadPool.threadsInheritContextClassLoaderOfInitializingThread = true
    org.quartz.jobStore.class = org.quartz.simpl.RAMJobStore

    三、Quartz 集成 Spring

    开发一个job类,普通java类,需要有一个执行的方法:

    package com.tgb.lk.demo.quartz;
    import java.util.Date;
    public class MyJob {
            public void work() {
                System.out.println("date:" + new Date().toString());
            }
    }

    把类放到spring容器中,可以使用配置也可以使用注解:

    <bean id="myJob" class="com.tgb.lk.demo.quartz.MyJob" />

    配置jobDetail,指定job对象:

    <!-- 配置jobDetail,指定job对象 -->
        <bean id="accountJobDetail"   class="org.springframework.scheduling.quartz.MethodInvokingJobDetailFactoryBean">
            <property name="targetObject">
                <ref bean="accountJob" />
            </property>
            <property name="targetMethod">
                <value>work</value>
            </property>
        </bean>

    配置一个trigger,需要指定一个cron表达式,指定任务的执行时机:

    <!-- accountTrigger 的配置 -->
            <bean id="accountTrigger"
                class="org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerFactoryBean">
                <property name="jobDetail">
                    <ref bean="accountJobDetail" />
                </property>
                <property name="cronExpression">
                    <value>0/3 * * * * ?</value>
                </property>
            </bean>

    配置调度工厂:

    <!-- 启动触发器的配置开始 -->
        <bean name="startQuertz" lazy-init="false" autowire="no"
            class="org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean">
            <property name="triggers">
                <list>
                    <ref bean="myJobTrigger" />
                </list>
            </property>
        </bean>
        <!-- 启动触发器的配置结束 -->

    项目启动,定时器开始执行。

    四、分析不同定时任务优缺点,寻找一种符合你项目需求的定时任务 Timer管理延时任务的缺陷

    以前在项目中也经常使用定时器,比如每隔一段时间清理项目中的一些垃圾文件,每隔一段时间进行日志清理;然而Timer是存在一些缺陷的,因为Timer在执行定时任务时只会创建一个线程,所以如果存在多个任务,且任务时间过长,超过了两个任务的间隔时间,会发生一些缺陷

    Timer当任务抛出异常时的缺陷

    如果TimerTask抛出RuntimeException,Timer会停止所有任务的运行

    Timer执行周期任务时依赖系统时间

    Timer执行周期任务时依赖系统时间,如果当前系统时间发生变化会出现一些执行上的变化,ScheduledExecutorService基于时间的延迟,不会由于系统时间的改变发生执行变化。

    对异常的处理

    Quartz的某次执行任务过程中抛出异常,不影响下一次任务的执行,当下一次执行时间到来时,定时器会再次执行任务;而TimerTask则不同,一旦某个任务在执行过程中抛出异常,则整个定时器生命周期就结束,以后永远不会再执行定时器任务。

    精确到和功能

    Quartz每次执行任务都创建一个新的任务类对象,而TimerTask则每次使用同一个任务类对象。 Quartz可以通过cron表达式精确到特定时间执行,而TimerTask不能。Quartz拥有TimerTask所有的功能,而TimerTask则没有上述,基本说明了在以后的开发中尽可能使用ScheduledExecutorService(JDK1.5以后)替代Timer。

    五、cron 在线表达式生成器 http://cron.qqe2.com/ 附录 cron 表达式

    cron表达式用于配置cronTrigger的实例。cron表达式实际上是由七个子表达式组成。这些表达式之间用空格分隔。

    • Seconds (秒)
    • Minutes(分)
    • Hours(小时)
    • Day-of-Month (天)
    • Month(月)
    • Day-of-Week (周)
    • Year(年)

    例:"0 0 12 ? * WED” 意思是:每个星期三的中午12点执行。个别子表达式可以包含范围或者列表。例如:上面例子中的WED可以换成"MON-FRI","MON,WED,FRI",甚至"MON-WED,SAT"。子表达式范围:

    • Seconds (0~59)
    • Minutes (0~59)
    • Hours (0~23)
    • Day-of-Month (1~31,但是要注意有些月份没有31天)
    • Month (0~11,或者"JAN, FEB, MAR, APR, MAY, JUN, JUL, AUG, SEP, OCT, NOV,DEC")
    • Day-of-Week (1~7,1=SUN 或者"SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT”)
    • Year (1970~2099)

    Cron表达式的格式:秒 分 时 日 月 周 年(可选)。

    字段名 | 允许的值 | 允许的特殊字符 ------- | ------ | ------ | ------ 秒 | 0-59 | , - * / 分 | 0-59 | , - * / 小时 | 0-23 | , - * / 日 | 1-31 | , - * ? / L W C 月 | 1-12 or JAN-DEC | , - * / 周几 | 1-7 or SUN-SAT | , - * ? / L C # 年(可选字段) | empty 1970-2099 | , - * /

    字符含义:

    • *:代表所有可能的值。因此,“*”在Month中表示每个月,在Day-of-Month中表示每天,在Hours表示每小时
    • -:表示指定范围。
    • ,:表示列出枚举值。例如:在Minutes子表达式中,“5,20”表示在5分钟和20分钟触发。
    • /:被用于指定增量。例如:在Minutes子表达式中,“0/15”表示从0分钟开始,每15分钟执行一次。"3/20"表示从第三分钟开始,每20分钟执行一次。和"3,23,43"(表示第3,23,43分钟触发)的含义一样。
    • ?:用在Day-of-Month和Day-of-Week中,指“没有具体的值”。当两个子表达式其中一个被指定了值以后,为了避免冲突,需要将另外一个的值设为“?”。例如:想在每月20日触发调度,不管20号是星期几,只能用如下写法:0 0 0 20 * ?,其中最后以为只能用“?”,而不能用“*”。
    • L:用在day-of-month和day-of-week字串中。它是单词“last”的缩写。它在两个子表达式中的含义是不同的。
    • 在day-of-month中,“L”表示一个月的最后一天,一月31号,3月30号。
    • 在day-of-week中,“L”表示一个星期的最后一天,也就是“7”或者“SAT”
    • 如果“L”前有具体内容,它就有其他的含义了。例如:“6L”表示这个月的倒数第六天。“FRIL”表示这个月的最后一个星期五。
    • 注意:在使用“L”参数时,不要指定列表或者范围,这样会出现问题。
    • W:“Weekday”的缩写。只能用在day-of-month字段。用来描叙最接近指定天的工作日(周一到周五)。例如:在day-of-month字段用“15W”指“最接近这个月第15天的工作日”,即如果这个月第15天是周六,那么触发器将会在这个月第14天即周五触发;如果这个月第15天是周日,那么触发器将会在这个月第 16天即周一触发;如果这个月第15天是周二,那么就在触发器这天触发。注意一点:这个用法只会在当前月计算值,不会越过当前月。“W”字符仅能在 day-of-month指明一天,不能是一个范围或列表。也可以用“LW”来指定这个月的最后一个工作日,即最后一个星期五。
    • # :只能用在day-of-week字段。用来指定这个月的第几个周几。例:在day-of-week字段用"6#3" or "FRI#3"指这个月第3个周五(6指周五,3指第3个)。如果指定的日期不存在,触发器就不会触发。

    表达式例子:

    0 * * * * ? 每1分钟触发一次

    0 0 * * * ? 每天每1小时触发一次

    0 0 10 * * ? 每天10点触发一次

    0 * 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:59期间的每1分钟触发

    0 30 9 1 * ? 每月1号上午9点半

    0 15 10 15 * ? 每月15日上午10:15触发

    */5 * * * * ? 每隔5秒执行一次

    0 */1 * * * ? 每隔1分钟执行一次

    0 0 5-15 * * ? 每天5-15点整点触发

    0 0/3 * * * ? 每三分钟触发一次

    0 0-5 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:05期间的每1分钟触发

    0 0/5 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:55期间的每5分钟触发

    0 0/5 14,18 * * ? 在每天下午2点到2:55期间和下午6点到6:55期间的每5分钟触发

    0 0/30 9-17 * * ? 朝九晚五工作时间内每半小时

    0 0 10,14,16 * * ? 每天上午10点,下午2点,4点

    0 0 12 ? * WED 表示每个星期三中午12点

    0 0 17 ? * TUES,THUR,SAT 每周二、四、六下午五点

    0 10,44 14 ? 3 WED 每年三月的星期三的下午2:10和2:44触发

    0 15 10 ? * MON-FRI 周一至周五的上午10:15触发

    0 0 23 L * ? 每月最后一天23点执行一次

    0 15 10 L * ? 每月最后一日的上午10:15触发

    0 15 10 ? * 6L 每月的最后一个星期五上午10:15触发

    0 15 10 * * ? 2005 2005年的每天上午10:15触发

    0 15 10 ? * 6L 2002-2005 2002年至2005年的每月的最后一个星期五上午10:15触发

    0 15 10 ? * 6#3 每月的第三个星期五上午10:15触发

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