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怎么在SpringBoot中实现并发定时任务

怎么在SpringBoot中实现并发定时任务？相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。

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1、单机部署模式

Timer：jdk中自带的一个定时调度类，可以简单的实现按某一频度进行任务执行。提供的功能比较单一，无法实现复杂的调度任务。
ScheduledExecutorService：也是jdk自带的一个基于线程池设计的定时任务类。其每个调度任务都会分配到线程池中的一个线程执行，所以其任务是并发执行的，互不影响。
Spring Task：Spring提供的一个任务调度工具，支持注解和配置文件形式，支持Cron表达式，使用简单但功能强大。
Quartz：一款功能强大的任务调度器，可以实现较为复杂的调度功能，如每月一号执行、每天凌晨执行、每周五执行等等，还支持分布式调度，就是配置稍显复杂。

2、分布式集群模式（不多介绍，简单提一下）

问题：

  1. I、如何解决定时任务的多次执行？

  2. II、如何解决任务的单点问题，实现任务的故障转移？

问题I的简单思考：

  1. 1、固定执行定时任务的机器（可以有效避免多次执行的情况 ，缺点就是单点故障问题）。

  2. 2、借助redis的过期机制和分布式锁。

  3. 3、借助MySQL的锁机制等。

成熟的解决方案：

1、Quartz：可以去看看这篇文章[Quartz分布式]( https://www.jb51.net/article/102869.htm)。
2、elastic-job：（https://github.com/elasticjob/elastic-job-lite）当当开发的弹性分布式任务调度系统，采用zookeeper实现分布式协调，实现任务高可用以及分片。
3、xxl-job:（https://github.com/xuxueli/xxl-job）是大众点评员发布的分布式任务调度平台，是一个轻量级分布式任务调度框架。
4、saturn:(https://github.com/vipshop/Saturn) 是唯品会提供一个分布式、容错和高可用的作业调度服务框架。

二、SpringTask实现定时任务（这里是基于springboot）

1、简单的定时任务实现

使用方式：

  1. 使用@EnableScheduling注解开启对定时任务的支持。

  2. 使用@Scheduled 注解即可，基于corn、fixedRate、fixedDelay等一些定时策略来实现定时任务。

使用缺点：

  1. 1、多个定时任务使用的是同一个调度线程，所以任务是阻塞执行的，执行效率不高。

  2. 2、其次如果出现任务阻塞，导致一些场景的定时计算没有实际意义，比如每天12点的一个计算任务被阻塞到1点去执行，会导致结果并非我们想要的。

使用优点：

  1. 1、配置简单

  2. 2、适用于单个后台线程执行周期任务，并且保证顺序一致执行的场景   

 源码分析：

//默认使用的调度器
if(this.taskScheduler == null) { 
 this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
 this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
}
//可以看到SingleThreadScheduledExecutor指定的核心线程为1，说白了就是单线程执行
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
 return new DelegatedScheduledExecutorService
 (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}
//利用了DelayedWorkQueue延时队列作为任务的存放队列，这样便可以实现任务延迟执行或者定时执行
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
 super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
  new DelayedWorkQueue());
}

2、实现并发的定时任务

使用方式：

方式一：由1中我们知道之所以定时任务是阻塞执行，是配置的线程池决定的，那就好办了，换一个不就行了！直接上代码：

@Configuration
 public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {

 @Autowired
 private TaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;

 @Override
 public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
  //简单粗暴的方式直接指定
  //scheduledTaskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(5));
  //也可以自定义的线程池，方便线程的使用与维护，这里不多说了
  scheduledTaskRegistrar.setTaskScheduler(myThreadPoolTaskScheduler);
 }
 }

 @Bean(name = "myThreadPoolTaskScheduler")
 public TaskScheduler getMyThreadPoolTaskScheduler() {
 ThreadPoolTaskScheduler taskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
 taskScheduler.setPoolSize(10);
 taskScheduler.setThreadNamePrefix("Haina-Scheduled-");
 taskScheduler.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
 //调度器shutdown被调用时等待当前被调度的任务完成
 taskScheduler.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
 //等待时长
 taskScheduler.setAwaitTerminationSeconds(60);
 return taskScheduler;
 }

方式二：方式一的本质改变了任务调度器默认使用的线程池，接下来这种是不改变调度器的默认线程池，而是把当前任务交给一个异步线程池去执行

首先使用@EnableAsync 启用异步任务
然后在定时任务的方法加上@Async即可，默认使用的线程池为SimpleAsyncTaskExecutor（该线程池默认来一个任务创建一个线程，就会不断创建大量线程，极有可能压爆服务器内存。当然它有自己的限流机制，这里就不多说了，有兴趣的自己翻翻源码~）
项目中为了更好的控制线程的使用，我们可以自定义我们自己的线程池，使用方式@Async("myThreadPool")

废话太多，直接上代码：

 @Scheduled(fixedRate = 1000*10,initialDelay = 1000*20)
 @Async("myThreadPoolTaskExecutor")
 //@Async
 public void scheduledTest02(){
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->xxxxx--->"+Thread.currentThread().getId());
 }

 //自定义线程池
 @Bean(name = "myThreadPoolTaskExecutor")
 public TaskExecutor getMyThreadPoolTaskExecutor() {
  ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
  taskExecutor.setCorePoolSize(20);
  taskExecutor.setMaxPoolSize(200);
  taskExecutor.setQueueCapacity(25);
  taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);
  taskExecutor.setThreadNamePrefix("Haina-ThreadPool-");
  // 线程池对拒绝任务（无线程可用）的处理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默认为后者
  taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
  //调度器shutdown被调用时等待当前被调度的任务完成
  taskExecutor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
  //等待时长
  taskExecutor.setAwaitTerminationSeconds(60);
  taskExecutor.initialize();
  return taskExecutor;
 }

线程池的使用心得（后续有专门文章来探讨）

java中提供了ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor，对应与spring中的ThreadPoolTaskExecutor和ThreadPoolTaskScheduler，但是在原有的基础上增加了新的特性，在spring环境下更容易使用和控制。
使用自定义的线程池能够避免一些默认线程池造成的内存溢出、阻塞等等问题，更贴合自己的服务特性
使用自定义的线程池便于对项目中线程的管理、维护以及监控。
即便在非spring环境下也不要使用java默认提供的那几种线程池，坑很多，阿里代码规约不说了吗，得相信大厂！！！

三、动态定时任务的实现

问题：
使用@Scheduled注解来完成设置定时任务，但是有时候我们往往需要对周期性的时间的设置会做一些改变，或者要动态的启停一个定时任务，那么这个时候使用此注解就不太方便了，原因在于这个注解中配置的cron表达式必须是常量，那么当我们修改定时参数的时候，就需要停止服务，重新部署。

解决办法：

方式一：实现SchedulingConfigurer接口，重写configureTasks方法，重新制定Trigger,核心方法就是addTriggerTask(Runnable task, Trigger trigger) ，不过需要注意的是，此种方式修改了配置值后，需要在下一次调度结束后，才会更新调度器，并不会在修改配置值时实时更新，实时更新需要在修改配置值时额外增加相关逻辑处理。

@Configuration
 public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {

 @Autowired
 private TaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;

 @Override
 public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
  //scheduledTaskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(5));
  scheduledTaskRegistrar.setTaskScheduler(myThreadPoolTaskScheduler);
  //可以实现动态调整定时任务的执行频率
  scheduledTaskRegistrar.addTriggerTask(
    //1.添加任务内容(Runnable)
    () -> System.out.println("cccccccccccccccc--->" + Thread.currentThread().getId()),
    //2.设置执行周期(Trigger)
    triggerContext -> {
     //2.1 从数据库动态获取执行周期
     String cron = "0/2 * * * * ? ";
     //2.2 合法性校验.
 //     if (StringUtils.isEmpty(cron)) {
 //      // Omitted Code ..
 //     }
      //2.3 返回执行周期(Date)
      return new CronTrigger(cron).nextExecutionTime(triggerContext);
     }
   );
 }
 }

方式二：使用threadPoolTaskScheduler类可实现动态添加删除功能，当然也可实现执行频率的调整

首先，我们要认识下这个调度类，它其实是对java中ScheduledThreadPoolExecutor的一个封装改进后的产物，主要改进有以下几点：

  1. 1、提供默认配置，因为是ScheduledThreadPoolExecutor，所以只有poolSize这一个默认参数。

  2. 2、支持自定义任务，通过传入Trigger参数。

  3. 3、对任务出错处理进行优化，如果是重复性的任务，不抛出异常，通过日志记录下来，不影响下次运行，如果是只执行一次的任务，将异常往上抛。

顺便说下ThreadPoolTaskExecutor相对于ThreadPoolExecutor的改进点：

  1. 1、提供默认配置，原生的ThreadPoolExecutor的除了ThreadFactory和RejectedExecutionHandler其他没有默认配置

  2. 2、实现AsyncListenableTaskExecutor接口，支持对FutureTask添加success和fail的回调，任务成功或失败的时候回执行对应回调方法。

  3. 3、因为是spring的工具类，所以抛出的RejectedExecutionException也会被转换为spring框架的TaskRejectedException异常(这个无所谓)

  4. 4、提供默认ThreadFactory实现，直接通过参数重载配置

扯了这么多，还是直接上代码：

 @Component
 public class DynamicTimedTask {

  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DynamicTimedTask.class);

  //利用创建好的调度类统一管理
  //@Autowired
  //@Qualifier("myThreadPoolTaskScheduler")
  //private ThreadPoolTaskScheduler myThreadPoolTaskScheduler;


  //接受任务的返回结果
  private ScheduledFuture future;

  @Autowired
  private ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler;

  //实例化一个线程池任务调度类,可以使用自定义的ThreadPoolTaskScheduler
  @Bean
  public ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler() {
   ThreadPoolTaskScheduler executor = new ThreadPoolTaskScheduler();
   return new ThreadPoolTaskScheduler();
  }


  /**
  * 启动定时任务
  * @return
  */
  public boolean startCron() {
   boolean flag = false;
   //从数据库动态获取执行周期
   String cron = "0/2 * * * * ? ";
   future = threadPoolTaskScheduler.schedule(new CheckModelFile(),cron);
   if (future!=null){
    flag = true;
    logger.info("定时check训练模型文件,任务启动成功！！！");
   }else {
    logger.info("定时check训练模型文件,任务启动失败！！！");
   }
   return flag;
  }

  /**
  * 停止定时任务
  * @return
  */
  public boolean stopCron() {
   boolean flag = false;
   if (future != null) {
    boolean cancel = future.cancel(true);
    if (cancel){
     flag = true;
     logger.info("定时check训练模型文件,任务停止成功！！！");
    }else {
     logger.info("定时check训练模型文件,任务停止失败！！！");
    }
   }else {
    flag = true;
    logger.info("定时check训练模型文件，任务已经停止！！！");
   }
   return flag;
  }


  class CheckModelFile implements Runnable{

   @Override
   public void run() {
    //编写你自己的业务逻辑 
    System.out.print("模型文件检查完毕！！！")
   }
  }

 }

看完上述内容，你们掌握怎么在SpringBoot中实现并发定时任务的方法了吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注创新互联行业资讯频道，感谢各位的阅读！


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