前言

在實際專案開發中，除了Web應用、SOA服務外，還有一類不可缺少的，那就是定時任務排程。定時任務的場景可以說非常廣泛，比如某些視訊網站，購買會員後，每天會給會員送成長值，每月會給會員送一些電影券；比如在保證最終一致性的場景中，往往利用定時任務排程進行一些比對工作；比如一些定時需要生成的報表、郵件；比如一些需要定時清理資料的任務等。本篇部落格將系統的介紹定時任務排程，會涵蓋Timer、ScheduledExecutorService、開源工具包Quartz，以及Spring和Quartz的結合等內容。

JDK原生定時工具：Timer

定時任務排程：基於給定的時間點、給定的時間間隔、給定的執行次數自動執行的任務。

Timer位於java.util包下，其內部包含且僅包含一個後臺執行緒（TimeThread）對多個業務任務（TimeTask）進行定時定頻率的排程。

schedule的四種用法和scheduleAtFixedRate的兩種用法

Timer的核心方法

引數說明：

task：所要執行的任務，需要extends TimeTask override run()

time/firstTime：首次執行任務的時間

period：週期性執行Task的時間間隔，單位是毫秒

delay：執行task任務前的延時時間，單位是毫秒

很顯然，通過上述的描述，我們可以實現：

延遲多久後執行一次任務；指定時間執行一次任務；延遲一段時間，並週期性執行任務；指定時間，並週期性執行任務；

思考1：如果time/firstTime指定的時間，在當前時間之前，會發生什麼呢？

在時間等於或者超過time/firstTime的時候，會執行task！也就是說，如果time/firstTime指定的時間在當前時間之前，就會立即得到執行。

思考2：schedule和scheduleAtFixedRate有什麼區別？

scheduleAtFixedRate：每次執行時間為上一次任務開始起向後推一個period間隔，也就是說下次執行時間相對於上一次任務開始的時間點，因此執行時間不會延後，但是存在任務併發執行的問題。

schedule：每次執行時間為上一次任務結束後推一個period間隔，也就是說下次執行時間相對於上一次任務結束的時間點，因此執行時間會不斷延後。

思考3：如果執行task發生異常，是否會影響其他task的定時排程？

如果TimeTask丟擲RuntimeException，那麼Timer會停止所有任務的執行！

思考4：Timer的一些缺陷？

前面已經提及到Timer背後是一個單執行緒，因此Timer存在管理併發任務的缺陷：所有任務都是由同一個執行緒來排程，所有任務都是序列執行，意味著同一時間只能有一個任務得到執行，而前一個任務的延遲或者異常會影響到之後的任務。

其次，Timer的一些排程方式還算比較簡單，無法適應實際專案中任務定時排程的複雜度。

一個簡單的Demo例項

Timer Demo

執行結果

Timer其他需要關注的方法

cancel()：終止Timer計時器，丟棄所有當前已安排的任務（TimeTask也存在cancel()方法，不過終止的是TimeTask）

purge()：從計時器的任務佇列中移除已取消的任務，並返回個數

JDK對定時任務排程的執行緒池支援：ScheduledExecutorService

由於Timer存在的問題，JDK5之後便提供了基於執行緒池的定時任務排程：ScheduledExecutorService。

設計理念：每一個被排程的任務都會被執行緒池中的一個執行緒去執行，因此任務可以併發執行，而且相互之間不受影響。

我們直接看例子：

基於執行緒池的定時任務排程

執行結果：

result

定時任務大哥：Quartz

雖然ScheduledExecutorService對Timer進行了執行緒池的改進，但是依然無法滿足複雜的定時任務排程場景。因此OpenSymphony提供了強大的開源任務排程框架：Quartz。Quartz是純Java實現，而且作為Spring的預設排程框架，由於Quartz的強大的排程功能、靈活的使用方式、還具有分散式叢集能力，可以說Quartz出馬，可以搞定一切定時任務排程！

Quartz的體系結構

Quartz體系結構

先來看一個Demo：

業務Job

Quartz

說明：

1、從程式碼上來看，有XxxBuilder、XxxFactory，說明Quartz用到了Builder、Factory模式，還有非常易懂的鏈式程式設計風格。

2、Quartz有3個核心概念：排程器（Scheduler）、任務（Job&JobDetail）、觸發器（Trigger）。（一個任務可以被多個觸發器觸發，一個觸發器只能觸發一個任務）

3、注意當Scheduler排程Job時，實際上會通過反射newInstance一個新的Job例項（待排程完畢後銷燬掉），同時會把JobExecutionContext傳遞給Job的execute方法，Job例項通過JobExecutionContext訪問到Quartz執行時的環境以及Job本身的明細資料。

4、JobDataMap可以裝載任何可以序列化的資料，存取很方便。需要注意的是JobDetail和Trigger都可以各自關聯上JobDataMap。JobDataMap除了可以通過上述程式碼獲取外，還可以在YourJob實現類中，新增相應setter方法獲取。

5、Trigger用來告訴Quartz排程程式什麼時候執行，常用的觸發器有2種：SimpleTrigger（類似於Timer）、CronTrigger（類似於Linux的Crontab）。

6、實際上，Quartz在進行排程器初始化的時候，會載入quartz.properties檔案進行一些屬性的設定，比如Quartz後臺執行緒池的屬性（threadCount）、作業儲存設定等。它會先從工程中找，如果找不到那麼就是用quartz.jar中的預設的quartz.properties檔案。

7、Quartz存在監聽器的概念，比如任務執行前後、任務的新增等，可以方便實現任務的監控。

CronTrigger示例

CronTrigger

Cron表示式的寫法

特殊符號說明

cron表示式

這裡給出一些常用的示例：

0 15 10 * * ? * 每天10點15分觸發

0 15 10 * * ? 2017 2017年每天10點15分觸發

0 * 14 * * ? 每天下午的 2點到2點59分每分觸發

0 0/5 14 * * ? 每天下午的 2點到2點59分(整點開始，每隔5分觸發)

0 0/5 14,18 * * ? 每天下午的 2點到2點59分、18點到18點59分(整點開始，每隔5分觸發)

0 0-5 14 * * ? 每天下午的 2點到2點05分每分觸發

0 15 10 ? * 6L 每月最後一週的星期五的10點15分觸發

0 15 10 ? * 6#3 每月的第三週的星期五開始觸發

我們可以通過一些Cron線上工具非常方便的生成，比如http://www.pppet.net/等。

Spring和Quartz的整合

實際上，Quartz和Spring結合是很方便的，無非就是進行一些配置。大概基於2種方式：

第一，普通的類，普通的方法，直接在配置中指定（MethodInvokingJobDetailFactoryBean）。

第二，需要繼承QuartzJobBean，複寫指定方法（executeInternal）即可。

然後，就是一些觸發器、排程器的配置了，這裡不再展開介紹了，只要弄懂了原生的Quartz的使用，那麼和Spring的結合使用就會很簡單。

好了，到這裡，定時任務排程就結束了，週末愉快！

2017-09-24 張豐哲