springboot集成schedule(深度理解)


背景


 在項目開發過程中,我們經常需要執行具有周期性的任務。通過定時任務可以很好的幫助我們實現。

我們拿常用的幾種定時任務框架做一個比較:

從以上表格可以看出,Spring Schedule框架功能完善,簡單易用。對於中小型項目需求,Spring Schedule是完全可以勝任的。

 

 

1、springboot集成schedule


1.1 添加maven依賴包

由於Spring Schedule包含在spring-boot-starter基礎模塊中了,所有不需要增加額外的依賴。

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

  

1.2 啟動類,添加啟動注解

在springboot入口或者配置類中增加@EnableScheduling注解即可啟用定時任務。

@EnableScheduling
@SpringBootApplication
public class ScheduleApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ScheduleApplication.class, args);
    }
}

  

1.3.添加定時任務

我們將對Spring Schedule三種任務調度器分別舉例說明。

1.3.1 Cron表達式

類似於Linux下的Cron表達式時間定義規則。Cron表達式由6或7個空格分隔的時間字段組成,如下圖:

 

常用表達式:

 

舉個栗子:

添加一個work()方法,每10秒執行一次。

注意:當方法的執行時間超過任務調度頻率時,調度器會在下個周期執行。

如:假設work()方法在第0秒開始執行,方法執行了12秒,那么下一次執行work()方法的時間是第20秒。

@Component
public class MyTask {
    @Scheduled(cron = "0/10 * * * * *")
    public void work() {
        // task execution logic
    }
}

  

1.3.2 固定間隔任務

 下一次的任務執行時間,是從方法最后一次任務執行結束時間開始計算。並以此規則開始周期性的執行任務。

舉個栗子:

添加一個work()方法,每隔10秒執行一次。

例如:假設work()方法在第0秒開始執行,方法執行了12秒,那么下一次執行work()方法的時間是第22秒。

@Scheduled(fixedDelay = 1000*10)
public void work() {
    // task execution logic
}

  

1.3.3 固定頻率任務

 按照指定頻率執行任務,並以此規則開始周期性的執行調度。

舉個栗子:

添加一個work()方法,每10秒執行一次。

注意:當方法的執行時間超過任務調度頻率時,調度器會在當前方法執行完成后立即執行下次任務。

例如:假設work()方法在第0秒開始執行,方法執行了12秒,那么下一次執行work()方法的時間是第12秒。

@Scheduled(fixedRate = 1000*10)
public void work() {
    // task execution logic
}

  

2、配置TaskScheduler線程池


 在實際項目中,我們一個系統可能會定義多個定時任務。那么多個定時任務之間是可以相互獨立且可以並行執行的。

通過查看org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar源代碼,發現spring默認會創建一個單線程池。這樣對於我們的多任務調度可能會是致命的,當多個任務並發(或需要在同一時間)執行時,任務調度器就會出現時間漂移,任務執行時間將不確定。

protected void scheduleTasks() {
    if (this.taskScheduler == null) {
        this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
    }
    //省略...
}

  

2.1 自定義線程池

新增一個配置類,實現SchedulingConfigurer接口。重寫configureTasks方法,通過taskRegistrar設置自定義線程池。

@Configuration
public class ScheduleConfig implements SchedulingConfigurer {
    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
        taskRegistrar.setScheduler(taskExecutor());
    }
     
    @Bean(destroyMethod="shutdown")
    public Executor taskExecutor() {
        return Executors.newScheduledThreadPool(20);
    }
}

  

3、實際應用中的問題


 3.1 Web應用中的啟動和關閉問題

我們知道通過spring加載或初始化的Bean,在服務停止的時候,spring會自動卸載(銷毀)。但是由於線程是JVM級別的,如果用戶在Web應用中啟動了一個線程,那么這個線程的生命周期並不會和Web應用保持一致。也就是說,即使Web應用停止了,這個線程依然沒有結束(死亡)。

解決方法:

1)當前對象是通過spring初始化

spring在卸載(銷毀)實例時,會調用實例的destroy方法。通過實現DisposableBean接口覆蓋destroy方法實現。在destroy方法中主動關閉線程。

@Component
public class MyTask implements DisposableBean{
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        //關閉線程或線程池
        ThreadPoolTaskScheduler scheduler = (ThreadPoolTaskScheduler)applicationContext.getBean("scheduler");
        scheduler.shutdown();
    }
    //省略...
}

  

2)當前對象不是通過spring初始化(管理)

那么我們可以增加一個Servlet上下文監聽器,在Servlet服務停止的時候主動關閉線程。

public class MyTaskListenter implements ServletContextListener{
    @Override
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent arg0) {
        //關閉線程或線程池
    }
    //省略...
}

  

3.2 分布式部署問題

在實際項目中,我們的系統通常會做集群、分布式或災備部署。那么定時任務就可能出現並發問題,即同一個任務在多個服務器上同時在運行。

解決方法(分布式鎖):

1)通過數據庫表鎖

2)通過緩存中間件

3)通過Zookeeper實現

 

總結:

spring schedule給我們提供了一套簡單、快速、高效、穩定的定時任務框架。但需要考慮線程的生命周期及分布式部署問題。


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