Java 定时任务的几种实现方式

Posted 2020-12-25 吴珊珊

JAVA实现定时任务的几种方式

@(JAVA)[spring|quartz|定时器] 
　　近期项目开发中需要动态的添加定时任务，比如在某个活动结束时，自动生成获奖名单，导出excel等，此类任务由于活动时间是动态的，不能把定时任务配置在配置文件或写死在代码中。当然也可以增加一个定时扫描的任务来实现。借此机会整理了AVA实现定时任务的几种常用方式，以下做简要介绍。 
目前主要有以下几种实现方式： 
- JDK自带 ：JDK自带的Timer以及JDK1.5+ 新增的ScheduledExecutorService； 
- Quartz ：简单却强大的JAVA作业调度框架 
- Spring3.0以后自带的task ：可以将它看成一个轻量级的Quartz，而且使用起来比Quartz简单许多； 
下面将一一介绍以上三种实现方式。

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• JAVA实现定时任务的几种方式
  • JDK 自带的定时器实现
  • Quartz 定时器实现
  • Spring 相关的任务调度

 

JDK 自带的定时器实现

• Timer类 
  这个类允许你调度一个java.util.TimerTask任务。主要有以下几个方法：

1. schedule(TimerTask task, long delay) 延迟 delay 毫秒 执行
public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            new Timer("timer - " + i).schedule(new TimerTask() {
                @Override
                public void run() {
                    println(Thread.currentThread().getName() + " run ");
                }
            }, 1000);
        }
    }
out :
timer - 2 run 
timer - 1 run 
timer - 0 run 
timer - 3 run 
timer - 9 run 
timer - 4 run 
timer - 8 run 
timer - 5 run 
timer - 6 run 
timer - 7 run 

2. schedule(TimerTask task, Date time) 特定時間執行
public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            new Timer("timer - " + i).schedule(new TimerTask() {
                @Override
                public void run() {
                    println(Thread.currentThread().getName() + " run ");
                }
            }, new Date(System.currentTimeMillis() + 2000));
        }
    }
out:
timer - 0 run 
timer - 7 run 
timer - 6 run 
timer - 8 run 
timer - 3 run 
timer - 5 run 
timer - 2 run 
timer - 1 run 
timer - 4 run 
timer - 9 run 

3. schedule(TimerTask task, long delay, long period) 延迟 delay 执行并每隔period 执行一次
public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            new Timer("timer - " + i).schedule(new TimerTask() {
                @Override
                public void run() {
                    println(Thread.currentThread().getName() + " run ");
                }
            }, 2000 , 3000);
        }
    }
out:
timer - 0 run 
timer - 5 run 
timer - 4 run 
timer - 8 run 
timer - 3 run 
timer - 2 run 
timer - 1 run 
timer - 7 run 
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• ScheduledExecutorService 接口实现类 
  ScheduledExecutorService 是JAVA 1.5 后新增的定时任务接口，主要有以下几个方法。

- ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,long delay, TimeUnit unit);
- <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,long delay, TimeUnit unit);
- ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnitunit);
- ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnitunit);

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默认实现为ScheduledThreadPoolExecutor 继承了ThreadPoolExecutor 的线程池特性，配合future特性，比Timer更强大。 具体用法可以阅读JDK文档；spring Task内部也是依靠它实现的。示例代码：

public static void main(String[] args) throws SchedulerException {
        ScheduledThreadPoolExecutor executor = (ScheduledThreadPoolExecutor)Executors.newScheduledThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            executor.schedule(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run ");
                }
            } , 2 , TimeUnit.SECONDS);
        }
        executor.shutdown();
    }

out:
pool-1-thread-2 run 
pool-1-thread-5 run 
pool-1-thread-4 run 
pool-1-thread-3 run 
pool-1-thread-8 run 
pool-1-thread-5 run 
pool-1-thread-7 run 
pool-1-thread-2 run 
pool-1-thread-1 run 
pool-1-thread-6 run 

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Quartz 定时器实现

Quartz是一个完全由Java编写的开源作业调度框架，为在Java应用程序中进行作业调度提供了简单却强大的机制。Quartz允许开发人员根据时间间隔来调度作业。它实现了作业和触发器的多对多的关系，还能把多个作业与不同的触发器关联。可以动态的添加删除定时任务，另外很好的支撑集群调度。简单地创建一个org.quarz.Job接口的Java类，Job接口包含唯一的方法：

public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException;

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在Job接口实现类里面，添加需要的逻辑到execute()方法中。配置好Job实现类并设定好调度时间表（Trigger），Quartz就会自动在设定的时间调度作业执行execute()。

整合了Quartz的应用程序可以重用不同事件的作业，还可以为一个事件组合多个作业。Quartz通过属性文件来配置JDBC事务的数据源、全局作业、触发器侦听器、插件、线程池等等。（quartz.properties）

1. 通过maven引入依赖（这里主要介绍2.3.0） 注意：shiro-scheduler中依赖的是1.x版本 如果同时使用会冲突

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.quartz-scheduler/quartz -->
        <dependency>
            <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
            <artifactId>quartz</artifactId>
            <version>2.3.0</version>
        </dependency>

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1. 创建Job类

public class TestJob implements Job{
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
        println(Thread.currentThread().getName() + " test job begin " + DateUtil.getCurrentTimeStr());
    }
}

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1. 调度任务

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, SchedulerException {

        Scheduler scheduler = new StdSchedulerFactory().getScheduler();
        // 开始
        scheduler.start();
        // job 唯一标识 test.test-1
        JobKey jobKey = new JobKey("test" , "test-1");
        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(TestJob.class).withIdentity(jobKey).build();
        Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                .withIdentity("test" , "test")
                // 延迟一秒执行
                .startAt(new Date(System.currentTimeMillis() + 1000))
                // 每隔一秒执行 并一直重复
        .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(1).repeatForever())
                .build();
        scheduler.scheduleJob(jobDetail , trigger);

        Thread.sleep(5000);
        // 删除job
        scheduler.deleteJob(jobKey);
    }

out ：
DefaultQuartzScheduler_Worker-1test job begin 2017-06-03 14:30:33
DefaultQuartzScheduler_Worker-2test job begin 2017-06-03 14:30:34
DefaultQuartzScheduler_Worker-3test job begin 2017-06-03 14:30:35
DefaultQuartzScheduler_Worker-4test job begin 2017-06-03 14:30:36
DefaultQuartzScheduler_Worker-5test job begin 2017-06-03 14:30:37

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Quartz 主要包含以下几个部分

Job：是一个接口，只有一个方法void execute(JobExecutionContext

context)，开发者实现该接口定义运行任务，JobExecutionContext类提供了调度上下文的各种信息。Job运行时的信息保存在JobDataMap实例中；

JobDetail：Quartz在每次执行Job时，都重新创建一个Job实例，所以它不直接接受一个Job的实例，相反它接收一个Job实现类，以便运行时通过newInstance()的反射机制实例化Job。因此需要通过一个类来描述Job的实现类及其它相关的静态信息，如Job名字、描述、关联监听器等信息，JobDetail承担了这一角色。

Trigger：是一个类，描述触发Job执行的时间触发规则。主要有SimpleTrigger和CronTrigger这两个子类。当仅需触发一次或者以固定时间间隔周期执行，SimpleTrigger是最适合的选择；而CronTrigger则可以通过Cron表达式定义出各种复杂时间规则的调度方案：如每早晨9:00执行，周一、周三、周五下午5:00执行等；

Calendar：org.quartz.Calendar和java.util.Calendar不同，它是一些日历特定时间点的集合（可以简单地将org.quartz.Calendar看作java.util.Calendar的集合——java.util.Calendar代表一个日历时间点，无特殊说明后面的Calendar即指org.quartz.Calendar）。一个Trigger可以和多个Calendar关联，以便排除或包含某些时间点。假设，我们安排每周星期一早上10:00执行任务，但是如果碰到法定的节日，任务则不执行，这时就需要在Trigger触发机制的基础上使用Calendar进行定点排除。

Scheduler：代表一个Quartz的独立运行容器，Trigger和JobDetail可以注册到Scheduler中，两者在Scheduler中拥有各自的组及名称，组及名称是Scheduler查找定位容器中某一对象的依据，Trigger的组及名称必须唯一，JobDetail的组和名称也必须唯一（但可以和Trigger的组和名称相同，因为它们是不同类型的）。Scheduler定义了多个接口方法，允许外部通过组及名称访问和控制容器中Trigger和JobDetail。

Scheduler可以将Trigger绑定到某一JobDetail中，这样当Trigger触发时，对应的Job就被执行。一个Job可以对应多个Trigger，但一个Trigger只能对应一个Job。可以通过SchedulerFactory创建一个Scheduler实例。Scheduler拥有一个SchedulerContext，它类似于ServletContext，保存着Scheduler上下文信息，Job和Trigger都可以访问SchedulerContext内的信息。SchedulerContext内部通过一个Map，以键值对的方式维护这些上下文数据，SchedulerContext为保存和获取数据提供了多个put()和getXxx()的方法。可以通过Scheduler#

getContext()获取对应的SchedulerContext实例；

ThreadPool：Scheduler使用一个线程池作为任务运行的基础设施，任务通过共享线程池中的线程提高运行效率。

关于简单使用，可以参考quartz的example，下面链接是一些入门帮助。

Quartz定时任务学习（一）简单任务 
Quartz定时任务学习（二）web应用 
Quartz定时任务学习（三）属性文件和jar

深入学习可以阅读官方文档和相关博客阅读 
以下为推荐博客地址 
quartz详解2：quartz由浅入深

Spring 相关的任务调度

1. Spring 3.0+ 自带的任务调度实现，主要依靠TaskScheduler接口的几个实现类实现。删除和修改任务比较麻烦。 
   主要用法有以下三种： 
   
   • Spring配置文件实现
   • 注解实现
   • 代码动态添加

配置文件实现

spring-schedule.xml

<task:scheduler id="myScheduler" pool-size="10" />
<task:scheduled-tasks scheduler="myScheduler">
    <task:scheduled ref="job" method="test" cron="0 * * * * ?"/>
</task:scheduled-tasks>

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注解实现

spring-schedule.xml
<task:scheduler id="myScheduler" pool-size="10" />
// 启用注解
<task:annotation-driven scheduler="myScheduler"/> 

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@Component  
public class Task{  

       @Scheduled(cron="0/5 * *  * * ? ")   //每5秒执行一次       
       public void execute(){     
             DateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");    
             System.out.println(sdf.format(DateTime.now().toDate())+"*********B任务每5秒执行一次进入测试");      
       }      
}  

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代码动态添加

spring-schedule.xml

<bean id = "myScheduler" class="org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskScheduler">
        <property name="poolSize" value="10"/>
        <property name="threadGroupName" value="myScheduler" />
        <property name="threadNamePrefix" value="-1" />
</bean>
<task:annotation-driven scheduler="myScheduler"/> 

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@Component
public class Test {

    @Autowired
    private ThreadPoolTaskScheduler myScheduler;

    public void addJob(){

        myScheduler.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run ");
            }
        } , new CronTrigger("0/5 * *  * * ? ")); //每5秒执行一次
    }
}

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1. spring 结合 quartz 实现任务调度 
   
   • spring 配置文件 spring-quartz.xml

<bean id="quartzsScheduler" class="org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean" lazy-init="false">
        <property name="triggers">
            <list>
            <ref bean="testTrigger" />
            </list>
        </property>
</bean>

<!-- jobClass需要继承QuartzJobBean  也可以使用 MethodInvokingJobDetailFactoryBean 定义任意类任意方法为Job-->
<bean id="testJobDetail" class="org.springframework.scheduling.quartz.JobDetailFactoryBean">
              <property name="jobClass">
                     <value>com.test.TestJob</value>
              </property>
              <property name="durability" value="true" />
              <!-- requestsRecovery属性必须设置为 true，当Quartz服务被中止后，再次启动或集群中其他机器接手任务时会尝试恢复执行之前未完成的所有任务 -->
              <property name="requestsRecovery" value="true" />
</bean>
<bean id="testTrigger" class="org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerFactoryBean">
              <property name="jobDetail" ref="testJobDetail" />
              <property name="cronExpression" value="0 0 10 * * ?" />
</bean>

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动态增加删除

@Component
public class Test {

    @Autowired
    private SchedulerFactoryBean quartzScheduler;

    public void addJob() throws SchedulerException {

        Scheduler scheduler = quartzScheduler.getScheduler();
        JobKey jobKey = new JobKey("test", "test");
        if (scheduler.checkExists(jobKey)) {
            return;
        }
        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(TestJob.class).withIdentity(jobKey).build();
        Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("test", "test")
                .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(1).repeatForever()).build();
        scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
    }
}

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以上仅仅是对自己学习的总结，深入了解还需查找相关资料。比如动态增加，修改定时任务。以及Quartz的集群模式等。