簡(jiǎn)述

任務(wù)調(diào)度就是在給定的時(shí)間或固定頻率，執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，是比較常見(jiàn)的功能需求。

解決方案有jdk原生的Timer、ScheduledThreadPoolExecutor等，這些類常適用于一些內(nèi)嵌的業(yè)務(wù)邏輯場(chǎng)景。

本文主要介紹注解@Scheduled，以上都是單進(jìn)程解決方案，經(jīng)過(guò)適當(dāng)改造，也可以適用于分布式場(chǎng)景，可以滿足大多數(shù)調(diào)度業(yè)務(wù)場(chǎng)景，具體實(shí)現(xiàn)思路下面會(huì)做簡(jiǎn)單敘述。

配置

開(kāi)啟

項(xiàng)目開(kāi)啟調(diào)度功能，需要先添加注解@EnableScheduling，否則調(diào)度注解@Scheduled就不起作用。

線程池

既然是任務(wù)運(yùn)行，就會(huì)涉及線程處理，如果有不同類型的任務(wù)，也會(huì)出現(xiàn)并行處理，對(duì)線程的合理管理，就離不開(kāi)線程池，以下是線程池配置整理

(1) 不配置(默認(rèn))

如果不做任何配置處理，spring-boot 會(huì)默認(rèn)自動(dòng)構(gòu)建一個(gè)ThreadPoolTaskScheduler線程池類bean, 來(lái)管理這些運(yùn)行任務(wù)的線程，默認(rèn)線程池的具體參數(shù)值，可參考TaskSchedulingProperties類定義的默認(rèn)值，如下:

// pool
private int size = 1;

// thread
private String threadNamePrefix = "scheduling-";

通過(guò)源碼知道，這個(gè)默認(rèn)線程池，內(nèi)部實(shí)際由jdk的ScheduledThreadPoolExecutor類處理，該類采用無(wú)限容量隊(duì)列，這也就限制了它的最大線程數(shù)不會(huì)超過(guò)1個(gè)，如果有耗時(shí)的并行任務(wù)，就不能滿足要求，通常情況下，需要根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景重新配置這些參數(shù)。

(2) spring配置

spring-boot項(xiàng)目已提供TaskSchedulingAutoConfiguration類，由它自動(dòng)加載線程池配置參數(shù)，并構(gòu)建ThreadPoolTaskScheduler線程池類bean，以下是約定的配置項(xiàng):

spring:
  task:
    scheduling:
      threadNamePrefix: my-scheduler-task-
      pool:
        size: 3

線程池的大小，依據(jù)配置調(diào)度注解@Scheduled任務(wù)的數(shù)量，原則上有幾種任務(wù)就需要幾個(gè)線程，否則就會(huì)出現(xiàn)相互影響，長(zhǎng)耗時(shí)任務(wù)占用線程，導(dǎo)致短耗時(shí)任務(wù)不能正常運(yùn)行。

(3) java代碼配置

調(diào)度任務(wù)不像@Async異常處理，它只有一個(gè)線程池，一般情況不用這種配置方式，以下是簡(jiǎn)單例子。

@Configuration
public class ScheduleConfig {
	
    private static final String THREAD_NAME_PREFIX = "my-scheduler-task-";	

    @Bean("myTaskScheduler")
    public ThreadPoolTaskScheduler getThreadPoolTaskScheduler() {
    	ThreadPoolTaskScheduler result = new ThreadPoolTaskScheduler();
    	result.setThreadNamePrefix(THREAD_NAME_PREFIX);
    	result.setPoolSize(3);
    	return result;
    }
}

調(diào)度規(guī)則

@Scheduled包含參數(shù)：

• cron：定時(shí)任務(wù)，按cron表達(dá)式規(guī)則，定時(shí)運(yùn)行任務(wù)，例如，每5分鐘運(yùn)行一次: 0/5 * * * * ?
• fixedDelay：按固定間隔執(zhí)行，就是兩個(gè)相鄰任務(wù)，前一個(gè)任務(wù)結(jié)束到下一個(gè)任務(wù)開(kāi)始的間隔時(shí)間，單位: 毫秒。
• fixedRate：按固定頻率執(zhí)行任務(wù)，單位: 毫秒。
• initialDelay：系統(tǒng)啟動(dòng)后，延時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行第一次任務(wù)，單位: 毫秒。

其中：cron, fixedDelay, fixedRate 配置參數(shù)，只能三選一。

分布式

現(xiàn)在系統(tǒng)大多在分布式環(huán)境部署，就需要考慮多實(shí)例部署如何協(xié)調(diào)執(zhí)行任務(wù)問(wèn)題，以下是常見(jiàn)的解決方案，以及個(gè)人的思考。

第三方

目前第三方的開(kāi)源方案，有早期比較經(jīng)典的Quartz，近幾年版本迭代不太活躍，也有后起之秀XXL-JOB 版本迭代比較活躍，也是目前很多公司推崇的解決方案，對(duì)任務(wù)的管理、監(jiān)控、日志等功能比較齊全，可以參考其官方，這里就不再多述。

自處理

盡管上面開(kāi)源的第三方解決方案，已經(jīng)足夠成熟、完善，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，還是有些重，對(duì)于一些系統(tǒng)規(guī)模不是很大，一些簡(jiǎn)單的任務(wù)調(diào)度需求，完全可以進(jìn)行簡(jiǎn)單改造來(lái)滿足這些任務(wù)調(diào)度功能。

盡管簡(jiǎn)單，它一樣可以很實(shí)用、很健壯，以下是2種借助redis的處理思路。

(1) @Scheduled為主，redis為輔

通過(guò)@Scheduled注解的調(diào)度任務(wù)，在分布式環(huán)境運(yùn)行，一個(gè)明顯的問(wèn)題，就是同一個(gè)任務(wù)，可能會(huì)在多個(gè)機(jī)器同時(shí)并發(fā)執(zhí)行，如何避免，很自然就想到通過(guò)redis分布式鎖處理，來(lái)避免任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，鎖定時(shí)間可以設(shè)置0.75個(gè)執(zhí)行周期，以下是偽碼：

	@Scheduled(fixedDelay = 60000, initialDelay = 1000)
	public void task1() {
		
		// 鎖定
		boolean isLock = redisLock.lock("my-task-1", 60000 * 0.75);
		if (!isLock) return;
		
		// 任務(wù)邏輯
		doSomething();
	}

可以看出，這種方式，任務(wù)周期誤差比較大，比較粗糙，特點(diǎn)就是邏輯簡(jiǎn)單，適用于精度要求較低的場(chǎng)景。

(2) redis為主，@Scheduled為輔

由于通過(guò)@Scheduled來(lái)配置執(zhí)行周期，在分布式環(huán)境，很難保證周期的精度，這時(shí)候可以把@Scheduled僅作為嘗試申請(qǐng)執(zhí)行的一個(gè)定時(shí)掃描任務(wù)，真實(shí)的執(zhí)行周期由redis的過(guò)期時(shí)間來(lái)管理，這種方式，任務(wù)周期精度就會(huì)好很多，以下是偽碼：

按固定頻率執(zhí)行：

	/*
	 * redis為主，@Scheduled為輔(按固定頻率執(zhí)行任務(wù))
	 * 
	 * note：
	 * a. @Scheduled注解中fixedDelay，該參數(shù)僅作為嘗試申請(qǐng)執(zhí)行任務(wù), 通?？梢栽O(shè)置小些。
	 * b. 任務(wù)執(zhí)行周期或間隔，值為redisLock鎖定的時(shí)間。
	 * 
	 */
	@Scheduled(fixedDelay = 5000, initialDelay = 1000)
	public void task2() {
		
		// 鎖定
		boolean isLock = redisLock.lock("my-task-2", 真實(shí)任務(wù)周期);
		if (!isLock) return;
		
		// 任務(wù)邏輯
		doSomething();
		
	}

按固定間隔執(zhí)行：

	/*
	 * redis為主，@Scheduled為輔(按固定間隔執(zhí)行)
	 * 
	 * note：
	 * a. @Scheduled注解中fixedDelay，該參數(shù)僅作為嘗試申請(qǐng)執(zhí)行任務(wù), 通?？梢栽O(shè)置小些。
	 * b. 任務(wù)執(zhí)行周期或間隔，值為redisLock鎖定的時(shí)間。
	 * 
	 */
	@Scheduled(fixedDelay = 5000, initialDelay = 1000)
	public void task3() {
		
		// 鎖定1: 避免任務(wù)并行
		boolean isLock = redisLock.lock("my-task-3", 真實(shí)任務(wù)間隔);
		if (!isLock) return;
		
		// 任務(wù)邏輯
		doSomething();
		
		// 鎖定2: 間隔時(shí)間
		redisLock.expire("my-task-3", 真實(shí)任務(wù)間隔);
		
	}

按cron表達(dá)式執(zhí)行：可通過(guò)注解@Scheduled參數(shù)fixedDelay，來(lái)調(diào)整周期精度。

	/*
	 * redis為主，@Scheduled為輔(cron表達(dá))
	 * 
	 * note：
	 * a. @Scheduled注解中fixedDelay，該參數(shù)僅作為嘗試申請(qǐng)執(zhí)行任務(wù), 通常可以設(shè)置小些。
	 * b. 任務(wù)執(zhí)行周期或間隔，值為redisLock鎖定的時(shí)間。
	 * c. 由CronHelper解析cron表達(dá)式，計(jì)算下一次運(yùn)行間隔時(shí)間
	 */
	@Scheduled(fixedDelay = 5000, initialDelay = 1000)
	public void task4()  {
		
		// 鎖定
		boolean isLock = redisLock.lock("my-task-4", CronHelper.getNextDelayTime());
		if (!isLock) return;
		
		// 任務(wù)邏輯
		doSomething();		
	}

以上只偽碼，可以看出改造成本比較少，也足夠靈活，其中RedisLock可以參考前面整理的文章：分布式鎖-java，至于CronHelper類，網(wǎng)上應(yīng)該有類似資源，也不妨自己實(shí)現(xiàn)一下，應(yīng)該比排序算法有趣的多。

再就是任務(wù)的運(yùn)行，不能保證負(fù)載均衡，如果的確有這方面需求，通過(guò)redis隊(duì)列也可以實(shí)現(xiàn)，邏輯也不會(huì)太復(fù)雜。

個(gè)人認(rèn)為：

這種自處理方式，借助redis還是可以保障它的高可用性、并發(fā)性能，它的主要缺陷，就是代碼語(yǔ)義不夠清晰，在維護(hù)上，容易受注解@Scheduled定時(shí)參數(shù)影響，實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景，盡量封裝一下，提高可讀性。

常見(jiàn)問(wèn)題

(1) 線程池的大小，建議幾種任務(wù)就幾個(gè)線程，多了也浪費(fèi)，如果太小，任務(wù)耗時(shí)長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)任務(wù)間干擾。

(2) 如果任務(wù)有嚴(yán)格的并行限制，可以通過(guò)分布式鎖防護(hù)一下。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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