Spring定時任務高階使用篇

一灰灰發表於2019-03-02
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Spring定時任務高階使用篇

前面一篇博文 《Spring之定時任務基本使用篇》 介紹了Spring環境下，定時任務的簡單使用姿勢，也留了一些問題，這一篇則希望能針對這些問題給個答案

I. 定時任務進階篇

1. 問題小結

前面一篇博文，丟擲了下面的幾個問題，接下來則圍繞問題進行分析

  • 一個專案中有多個定時任務時，他們是並行執行的還是序列執行的？
  • 如果預設是序列的
    • 那麼有相同的crond表示式的定時任務之間，有先後順序麼？
    • 某個任務的阻塞是否會影響後面的任務？
    • 如果需要他們並行執行，可以怎麼做？
  • 如果是併發執行的
    • 是新建立執行緒還是採用執行緒池來複用呢？
    • 在併發執行時，假設有個每秒執行一次的任務，但是它執行一次消耗的時間大於1s時，這個任務的表現時怎樣的呢？不斷地新增執行緒來執行還是等執行完畢之後再執行下一次的呢?

2. 多定時任務的串並行分析

如何確認一個專案中的多個定時任務是序列執行還是併發執行呢？要想驗證這個功能，最好的法子就是寫個testcase，比如定義兩個定時任務，在其中一個任務中寫個死迴圈，看另外一個任務是否會正常執行

@Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
public void sc1() throws InterruptedException {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " | sc1 " + System.currentTimeMillis());
    while (true) {
        Thread.sleep(5000);
    }
}

@Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
public void sc2() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " | sc2 " + System.currentTimeMillis());
}
複製程式碼

首先我們分析的是 sc1和sc2這兩個任務的執行是序列還是並行的，暫時先不考慮 sc1 呼叫時阻塞，下一秒是否是開新的執行緒再呼叫sc1

  • 若序列：則sc1列印一次，sc2可能列印0或者1次
  • 若並行：sc1列印一次，sc2列印n多次

實際執行，GIF圖演示如下

sch01.gif

上圖的結果，印證了預設的情況下，多個定時任務時序列執行的；如果一個任務出現阻塞，其他的任務都會受到影響

3. 定時任務執行的優先順序

既然是順序執行的，那麼優先順序怎麼定？每次都是固定的，還是隨機的呢？

要驗證上面的方法，也容易，同樣兩個任務，看他們的輸出是否會亂掉，如果每次都是任務1列印完再列印任務2，那就是固定優先順序的；否則每次排程時，順序不好說

測試程式碼如下

@Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
public void sc1()  {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " | sc1 " + System.currentTimeMillis());
}

@Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
public void sc2() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " | sc2 " + System.currentTimeMillis());
}
複製程式碼

實測結果如下

sch02.jpg

從輸出得出結論：順序是串掉的，並沒有表現出明顯的優先順序關係

4. 並行排程

接下來的問題就是我希望這些任務可以併發執行，可以實現麼？

當然是可以，用起來也比較簡單，首先是在Application上新增註解@EnableAsync，開啟非同步呼叫，然後再計劃任務上加上@Async註解即可，一個簡單的demo如下

@EnableAsync
@EnableScheduling
@SpringBootApplication
public class QuickMediaApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(QuickMediaApplication.class, args);
    }

    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    @Async
    public void sc1()  {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " | sc1 " + System.currentTimeMillis());
    }
}
複製程式碼

上面執行之後，檢視輸出（非同步排程時，理論上執行緒名應該不一樣)

sch03.jpg

從上面的輸出，可以簡單的推理，每次排程上面的任務都是新開了一個執行緒來做的，所以如果在定時任務中寫了死迴圈，是否會導致無限執行緒，最後整個程式崩掉？

額外提一句，linux系統下單程式的執行緒數是有上線的，檢視命令為：

ulimit -u
複製程式碼

在測試之前，先看下上面的正常任務執行，如下面的動圖，執行緒數並沒有誇張的長法

sch04.gif

接下來換成死迴圈的排程方式，實際測試如下，執行緒數蹭蹭的上漲

sch05.gif

所以使用預設的非同步呼叫方式，並不是一個好注意，說不準就被玩死了自己都不知道，那麼可以用自己的執行緒池來管理這些非同步任務麼？

5. 自定義執行緒池

用自定義的執行緒池來取代預設執行緒管理方式，無疑是一個更加安全和靈活的方式，使用起來也並不麻煩，和平常建立執行緒池的套路沒什麼區別，要在Spring生態中使用，就把它搞成bean即可

直接藉助Spring的執行緒池ThreadPoolTaskExecutor

@Bean
public AsyncTaskExecutor asyncTaskExecutor() {
    ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
    executor.setThreadNamePrefix("yhh-schedule-");
    executor.setMaxPoolSize(10);
    executor.setCorePoolSize(3);
    executor.setQueueCapacity(0);
    executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    return executor;
}

@Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
@Async
public void sc1() throws InterruptedException {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " | sc1 " + System.currentTimeMillis());
    while (true) {
        Thread.sleep(1000 * 5);
    }
}
複製程式碼

實際演示的結果如下，最多10個執行緒，再提交的任務直接丟棄

sch06.gif

簡單說一下，用自定義執行緒池的好處:

  • 合理的分配執行緒池引數
  • 拒絕策略的選擇也比較有意思（可以按照自己的想法來處理"負載"的任務）
  • 執行緒池命名，對於以後問題排查，會有很大的幫助

6. 小結

本來這篇博文在昨天即8月2號就應該寫完的，結果晚上生產環境下除了點問題，解決線上故障之後就比較晚了，留到了今天，哎，拖延症也是要不得。。。

下面小結Spring中定時任務的幾個知識點

  • 預設所有的定時任務都是序列排程的，一個執行緒，且即便crond完全相同的兩個任務先後順序也沒法保證（具體原因需要原始碼分析，看下這塊是怎麼支援）
  • 使用@Async註解可以使定時任務非同步排程；但是需要開啟配置，在啟動類上新增 @EnableAsync 註解
  • 開啟併發執行時，推薦用自定義的執行緒池來替代預設的，理由見上面

II. 其他

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