Java任務(wù)調(diào)度的常見實(shí)現(xiàn)方法與比較詳解
本文實(shí)例講述了Java任務(wù)調(diào)度的常見實(shí)現(xiàn)方法與比較。分享給大家供大家參考,具體如下:
簡(jiǎn)介: 綜觀目前的 Web 應(yīng)用,多數(shù)應(yīng)用都具備任務(wù)調(diào)度的功能。本文由淺入深介紹了幾種任務(wù)調(diào)度的 Java 實(shí)現(xiàn)方法,包括 Timer,Scheduler, Quartz 以及 JCron Tab,并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較,目的在于給需要開發(fā)任務(wù)調(diào)度的程序員提供有價(jià)值的參考。
任務(wù)調(diào)度是指基于給定時(shí)間點(diǎn),給定時(shí)間間隔或者給定執(zhí)行次數(shù)自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)。這里由淺入深介紹四種任務(wù)調(diào)度的 Java 實(shí)現(xiàn):
Timer
ScheduledExecutor
開源工具包 Quartz
開源工具包 JCronTab
此外,為結(jié)合實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的任務(wù)調(diào)度,本文還將介紹 Calendar 的一些使用方法。
Timer
相信大家都已經(jīng)非常熟悉 java.util.Timer 了,它是最簡(jiǎn)單的一種實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度的方法,下面給出一個(gè)具體的例子:
package com.ibm.scheduler; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; public class TimerTest extends TimerTask { private String jobName = ""; public TimerTest(String jobName) { super(); this.jobName = jobName; } @Override public void run() { System.out.println("execute " + jobName); } public static void main(String[] args) { Timer timer = new Timer(); long delay1 = 1 * 1000; long period1 = 1000; // 從現(xiàn)在開始 1 秒鐘之后,每隔 1 秒鐘執(zhí)行一次 job1 timer.schedule(new TimerTest("job1"), delay1, period1); long delay2 = 2 * 1000; long period2 = 2000; // 從現(xiàn)在開始 2 秒鐘之后,每隔 2 秒鐘執(zhí)行一次 job2 timer.schedule(new TimerTest("job2"), delay2, period2); } }
Output:
execute job1 execute job1 execute job2 execute job1 execute job1 execute job2
使用 Timer 實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度的核心類是 Timer 和 TimerTask。其中 Timer 負(fù)責(zé)設(shè)定 TimerTask 的起始與間隔執(zhí)行時(shí)間。使用者只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) TimerTask 的繼承類,實(shí)現(xiàn)自己的 run 方法,然后將其丟給 Timer 去執(zhí)行即可。
Timer 的設(shè)計(jì)核心是一個(gè) TaskList 和一個(gè) TaskThread。Timer 將接收到的任務(wù)丟到自己的 TaskList 中,TaskList 按照 Task 的最初執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行排序。TimerThread 在創(chuàng)建 Timer 時(shí)會(huì)啟動(dòng)成為一個(gè)守護(hù)線程。這個(gè)線程會(huì)輪詢所有任務(wù),找到一個(gè)最近要執(zhí)行的任務(wù),然后休眠,當(dāng)?shù)竭_(dá)最近要執(zhí)行任務(wù)的開始時(shí)間點(diǎn),TimerThread 被喚醒并執(zhí)行該任務(wù)。之后 TimerThread 更新最近一個(gè)要執(zhí)行的任務(wù),繼續(xù)休眠。
Timer 的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單易用,但由于所有任務(wù)都是由同一個(gè)線程來調(diào)度,因此所有任務(wù)都是串行執(zhí)行的,同一時(shí)間只能有一個(gè)任務(wù)在執(zhí)行,前一個(gè)任務(wù)的延遲或異常都將會(huì)影響到之后的任務(wù)。
ScheduledExecutor
鑒于 Timer 的上述缺陷,Java 5 推出了基于線程池設(shè)計(jì)的 ScheduledExecutor。其設(shè)計(jì)思想是,每一個(gè)被調(diào)度的任務(wù)都會(huì)由線程池中一個(gè)線程去執(zhí)行,因此任務(wù)是并發(fā)執(zhí)行的,相互之間不會(huì)受到干擾。需要注意的是,只有當(dāng)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間到來時(shí),ScheduedExecutor 才會(huì)真正啟動(dòng)一個(gè)線程,其余時(shí)間 ScheduledExecutor 都是在輪詢?nèi)蝿?wù)的狀態(tài)。
package com.ibm.scheduler; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ScheduledExecutorTest implements Runnable { private String jobName = ""; public ScheduledExecutorTest(String jobName) { super(); this.jobName = jobName; } @Override public void run() { System.out.println("execute " + jobName); } public static void main(String[] args) { ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10); long initialDelay1 = 1; long period1 = 1; // 從現(xiàn)在開始1秒鐘之后,每隔1秒鐘執(zhí)行一次job1 service.scheduleAtFixedRate( new ScheduledExecutorTest("job1"), initialDelay1, period1, TimeUnit.SECONDS); long initialDelay2 = 1; long delay2 = 1; // 從現(xiàn)在開始2秒鐘之后,每隔2秒鐘執(zhí)行一次job2 service.scheduleWithFixedDelay( new ScheduledExecutorTest("job2"), initialDelay2, delay2, TimeUnit.SECONDS); } }
Output:
execute job2 execute job1 execute job2 execute job1 execute job2 execute job1
清單 2 展示了 ScheduledExecutorService 中兩種最常用的調(diào)度方法 ScheduleAtFixedRate 和 ScheduleWithFixedDelay。ScheduleAtFixedRate 每次執(zhí)行時(shí)間為上一次任務(wù)開始起向后推一個(gè)時(shí)間間隔,即每次執(zhí)行時(shí)間為 :initialDelay, initialDelay+period, initialDelay+2*period, …;ScheduleWithFixedDelay 每次執(zhí)行時(shí)間為上一次任務(wù)結(jié)束起向后推一個(gè)時(shí)間間隔,即每次執(zhí)行時(shí)間為:initialDelay, initialDelay+executeTime+delay, initialDelay+2*executeTime+2*delay。由此可見,ScheduleAtFixedRate 是基于固定時(shí)間間隔進(jìn)行任務(wù)調(diào)度,ScheduleWithFixedDelay 取決于每次任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間長短,是基于不固定時(shí)間間隔進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。
Timer 和 ScheduledExecutor 都僅能提供基于開始時(shí)間與重復(fù)間隔的任務(wù)調(diào)度,不能勝任更加復(fù)雜的調(diào)度需求。比如,設(shè)置每星期二的 16:38:10 執(zhí)行任務(wù)。該功能使用 Timer 和 ScheduledExecutor 都不能直接實(shí)現(xiàn),但我們可以借助 Calendar 間接實(shí)現(xiàn)該功能。
package com.ibm.scheduler; import java.util.Calendar; import java.util.Date; import java.util.TimerTask; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ScheduledExceutorTest2 extends TimerTask { private String jobName = ""; public ScheduledExceutorTest2(String jobName) { super(); this.jobName = jobName; } @Override public void run() { System.out.println("Date = "+new Date()+", execute " + jobName); } /** * 計(jì)算從當(dāng)前時(shí)間currentDate開始,滿足條件dayOfWeek, hourOfDay, * minuteOfHour, secondOfMinite的最近時(shí)間 * @return */ public Calendar getEarliestDate(Calendar currentDate, int dayOfWeek, int hourOfDay, int minuteOfHour, int secondOfMinite) { //計(jì)算當(dāng)前時(shí)間的WEEK_OF_YEAR,DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE,SECOND等各個(gè)字段值 int currentWeekOfYear = currentDate.get(Calendar.WEEK_OF_YEAR); int currentDayOfWeek = currentDate.get(Calendar.DAY_OF_WEEK); int currentHour = currentDate.get(Calendar.HOUR_OF_DAY); int currentMinute = currentDate.get(Calendar.MINUTE); int currentSecond = currentDate.get(Calendar.SECOND); //如果輸入條件中的dayOfWeek小于當(dāng)前日期的dayOfWeek,則WEEK_OF_YEAR需要推遲一周 boolean weekLater = false; if (dayOfWeek < currentDayOfWeek) { weekLater = true; } else if (dayOfWeek == currentDayOfWeek) { //當(dāng)輸入條件與當(dāng)前日期的dayOfWeek相等時(shí),如果輸入條件中的 //hourOfDay小于當(dāng)前日期的 //currentHour,則WEEK_OF_YEAR需要推遲一周 if (hourOfDay < currentHour) { weekLater = true; } else if (hourOfDay == currentHour) { //當(dāng)輸入條件與當(dāng)前日期的dayOfWeek, hourOfDay相等時(shí), //如果輸入條件中的minuteOfHour小于當(dāng)前日期的 //currentMinute,則WEEK_OF_YEAR需要推遲一周 if (minuteOfHour < currentMinute) { weekLater = true; } else if (minuteOfHour == currentSecond) { //當(dāng)輸入條件與當(dāng)前日期的dayOfWeek, hourOfDay, //minuteOfHour相等時(shí),如果輸入條件中的 //secondOfMinite小于當(dāng)前日期的currentSecond, //則WEEK_OF_YEAR需要推遲一周 if (secondOfMinite < currentSecond) { weekLater = true; } } } } if (weekLater) { //設(shè)置當(dāng)前日期中的WEEK_OF_YEAR為當(dāng)前周推遲一周 currentDate.set(Calendar.WEEK_OF_YEAR, currentWeekOfYear + 1); } // 設(shè)置當(dāng)前日期中的DAY_OF_WEEK,HOUR_OF_DAY,MINUTE,SECOND為輸入條件中的值。 currentDate.set(Calendar.DAY_OF_WEEK, dayOfWeek); currentDate.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, hourOfDay); currentDate.set(Calendar.MINUTE, minuteOfHour); currentDate.set(Calendar.SECOND, secondOfMinite); return currentDate; } public static void main(String[] args) throws Exception { ScheduledExceutorTest2 test = new ScheduledExceutorTest2("job1"); //獲取當(dāng)前時(shí)間 Calendar currentDate = Calendar.getInstance(); long currentDateLong = currentDate.getTime().getTime(); System.out.println("Current Date = " + currentDate.getTime().toString()); //計(jì)算滿足條件的最近一次執(zhí)行時(shí)間 Calendar earliestDate = test .getEarliestDate(currentDate, 3, 16, 38, 10); long earliestDateLong = earliestDate.getTime().getTime(); System.out.println("Earliest Date = " + earliestDate.getTime().toString()); //計(jì)算從當(dāng)前時(shí)間到最近一次執(zhí)行時(shí)間的時(shí)間間隔 long delay = earliestDateLong - currentDateLong; //計(jì)算執(zhí)行周期為一星期 long period = 7 * 24 * 60 * 60 * 1000; ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10); //從現(xiàn)在開始delay毫秒之后,每隔一星期執(zhí)行一次job1 service.scheduleAtFixedRate(test, delay, period, TimeUnit.MILLISECONDS); } }
Output:
Current Date = Wed Feb 02 17:32:01 CST 2011 Earliest Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011 Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011, execute job1 Date = Tue Feb 15 16:38:10 CST 2011, execute job1
清單 3 實(shí)現(xiàn)了每星期二 16:38:10 調(diào)度任務(wù)的功能。其核心在于根據(jù)當(dāng)前時(shí)間推算出最近一個(gè)星期二 16:38:10 的絕對(duì)時(shí)間,然后計(jì)算與當(dāng)前時(shí)間的時(shí)間差,作為調(diào)用 ScheduledExceutor 函數(shù)的參數(shù)。計(jì)算最近時(shí)間要用到 java.util.calendar 的功能。首先需要解釋 calendar 的一些設(shè)計(jì)思想。Calendar 有以下幾種唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)日期的組合方式:
YEAR + MONTH + DAY_OF_MONTH
YEAR + MONTH + WEEK_OF_MONTH + DAY_OF_WEEK
YEAR + MONTH + DAY_OF_WEEK_IN_MONTH + DAY_OF_WEEK
YEAR + DAY_OF_YEAR
YEAR + DAY_OF_WEEK + WEEK_OF_YEAR
上述組合分別加上 HOUR_OF_DAY + MINUTE + SECOND 即為一個(gè)完整的時(shí)間標(biāo)識(shí)。本例采用了最后一種組合方式。輸入為 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 以及當(dāng)前日期 , 輸出為一個(gè)滿足 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 并且距離當(dāng)前日期最近的未來日期。計(jì)算的原則是從輸入的 DAY_OF_WEEK 開始比較,如果小于當(dāng)前日期的 DAY_OF_WEEK,則需要向 WEEK_OF_YEAR 進(jìn)一, 即將當(dāng)前日期中的 WEEK_OF_YEAR 加一并覆蓋舊值;如果等于當(dāng)前的 DAY_OF_WEEK, 則繼續(xù)比較 HOUR_OF_DAY;如果大于當(dāng)前的 DAY_OF_WEEK,則直接調(diào)用 java.util.calenda 的 calendar.set(field, value) 函數(shù)將當(dāng)前日期的 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 賦值為輸入值,依次類推,直到比較至 SECOND。讀者可以根據(jù)輸入需求選擇不同的組合方式來計(jì)算最近執(zhí)行時(shí)間。
可以看出,用上述方法實(shí)現(xiàn)該任務(wù)調(diào)度比較麻煩,這就需要一個(gè)更加完善的任務(wù)調(diào)度框架來解決這些復(fù)雜的調(diào)度問題。幸運(yùn)的是,開源工具包 Quartz 與 JCronTab 提供了這方面強(qiáng)大的支持。
Quartz 可以滿足更多更復(fù)雜的調(diào)度需求,首先讓我們看看如何用 Quartz 實(shí)現(xiàn)每星期二 16:38 的調(diào)度安排:
package com.ibm.scheduler; import java.util.Date; import org.quartz.Job; import org.quartz.JobDetail; import org.quartz.JobExecutionContext; import org.quartz.JobExecutionException; import org.quartz.Scheduler; import org.quartz.SchedulerFactory; import org.quartz.Trigger; import org.quartz.helpers.TriggerUtils; public class QuartzTest implements Job { @Override //該方法實(shí)現(xiàn)需要執(zhí)行的任務(wù) public void execute(JobExecutionContext arg0) throws JobExecutionException { System.out.println("Generating report - " + arg0.getJobDetail().getFullName() + ", type =" + arg0.getJobDetail().getJobDataMap().get("type")); System.out.println(new Date().toString()); } public static void main(String[] args) { try { // 創(chuàng)建一個(gè)Scheduler SchedulerFactory schedFact = new org.quartz.impl.StdSchedulerFactory(); Scheduler sched = schedFact.getScheduler(); sched.start(); // 創(chuàng)建一個(gè)JobDetail,指明name,groupname,以及具體的Job類名, //該Job負(fù)責(zé)定義需要執(zhí)行任務(wù) JobDetail jobDetail = new JobDetail("myJob", "myJobGroup", QuartzTest.class); jobDetail.getJobDataMap().put("type", "FULL"); // 創(chuàng)建一個(gè)每周觸發(fā)的Trigger,指明星期幾幾點(diǎn)幾分執(zhí)行 Trigger trigger = TriggerUtils.makeWeeklyTrigger(3, 16, 38); trigger.setGroup("myTriggerGroup"); // 從當(dāng)前時(shí)間的下一秒開始執(zhí)行 trigger.setStartTime(TriggerUtils.getEvenSecondDate(new Date())); // 指明trigger的name trigger.setName("myTrigger"); // 用scheduler將JobDetail與Trigger關(guān)聯(lián)在一起,開始調(diào)度任務(wù) sched.scheduleJob(jobDetail, trigger); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
Output:
Generating report - myJobGroup.myJob, type =FULL Tue Feb 8 16:38:00 CST 2011 Generating report - myJobGroup.myJob, type =FULL Tue Feb 15 16:38:00 CST 2011
清單 4 非常簡(jiǎn)潔地實(shí)現(xiàn)了一個(gè)上述復(fù)雜的任務(wù)調(diào)度。Quartz 設(shè)計(jì)的核心類包括 Scheduler, Job 以及 Trigger。其中,Job 負(fù)責(zé)定義需要執(zhí)行的任務(wù),Trigger 負(fù)責(zé)設(shè)置調(diào)度策略,Scheduler 將二者組裝在一起,并觸發(fā)任務(wù)開始執(zhí)行。
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希望本文所述對(duì)大家java程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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