簡述

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

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)邏輯場景。

本文主要介紹注解@Scheduled，以上都是單進程解決方案，經(jīng)過適當(dāng)改造，也可以適用于分布式場景，可以滿足大多數(shù)調(diào)度業(yè)務(wù)場景，具體實現(xiàn)思路下面會做簡單敘述。

配置

開啟

項目開啟調(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)運行，就會涉及線程處理，如果有不同類型的任務(wù)，也會出現(xiàn)并行處理，對線程的合理管理，就離不開線程池，以下是線程池配置整理

(1) 不配置(默認)

如果不做任何配置處理，spring-boot 會默認自動構(gòu)建一個ThreadPoolTaskScheduler線程池類bean, 來管理這些運行任務(wù)的線程，默認線程池的具體參數(shù)值，可參考TaskSchedulingProperties類定義的默認值，如下:

// pool
private int size = 1;

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

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

(2) spring配置

spring-boot項目已提供TaskSchedulingAutoConfiguration類，由它自動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:

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)就需要幾個線程，否則就會出現(xiàn)相互影響，長耗時任務(wù)占用線程，導(dǎo)致短耗時任務(wù)不能正常運行。

(3) java代碼配置

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

@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：定時任務(wù)，按cron表達式規(guī)則，定時運行任務(wù)，例如，每5分鐘運行一次: 0/5 * * * * ?
• fixedDelay：按固定間隔執(zhí)行，就是兩個相鄰任務(wù)，前一個任務(wù)結(jié)束到下一個任務(wù)開始的間隔時間，單位: 毫秒。
• fixedRate：按固定頻率執(zhí)行任務(wù)，單位: 毫秒。
• initialDelay：系統(tǒng)啟動后，延時多長時間運行第一次任務(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，就需要考慮多實例部署如何協(xié)調(diào)執(zhí)行任務(wù)問題，以下是常見的解決方案，以及個人的思考。

第三方

目前第三方的開源方案，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

盡管上面開源的第三方解決方案，已經(jīng)足夠成熟、完善，但相對來說，還是有些重，對于一些系統(tǒng)規(guī)模不是很大，一些簡單的任務(wù)調(diào)度需求，完全可以進行簡單改造來滿足這些任務(wù)調(diào)度功能。

盡管簡單，它一樣可以很實用、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@Scheduled注解的調(diào)度任務(wù)，在分布式環(huán)境運行，一個明顯的問題，就是同一個任務(wù)，可能會在多個機器同時并發(fā)執(zhí)行，如何避免，很自然就想到通過redis分布式鎖處理，來避免任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，鎖定時間可以設(shè)置0.75個執(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，特點就是邏輯簡單，適用于精度要求較低的場景。

(2) redis為主，@Scheduled為輔

由于通過@Scheduled來配置執(zhí)行周期，在分布式環(huán)境，很難保證周期的精度，這時候可以把@Scheduled僅作為嘗試申請執(zhí)行的一個定時掃描任務(wù)，真實的執(zhí)行周期由redis的過期時間來管理，這種方式，任務(wù)周期精度就會好很多，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鎖定的時間。
	 * 
	 */
	@Scheduled(fixedDelay = 5000, initialDelay = 1000)
	public void task2() {
		
		// 鎖定
		boolean isLock = redisLock.lock("my-task-2", 真實任務(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", 真實任務(wù)間隔);
		if (!isLock) return;
		
		// 任務(wù)邏輯
		doSomething();
		
		// 鎖定2: 間隔時間
		redisLock.expire("my-task-3", 真實任務(wù)間隔);
		
	}

按cron表達式執(zhí)行：可通過注解@Scheduled參數(shù)fixedDelay，來調(diào)整周期精度。

	/*
	 * redis為主，@Scheduled為輔(cron表達)
	 * 
	 * note：
	 * a. @Scheduled注解中fixedDelay，該參數(shù)僅作為嘗試申請執(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鎖定的時間。
	 * c. 由CronHelper解析cron表達式，計算下一次運行間隔時間
	 */
	@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，也不妨自己實現(xiàn)一下，應(yīng)該比排序算法有趣的多。

再就是任務(wù)的運行，不能保證負載均衡，如果的確有這方面需求，通過redis隊列也可以實現(xiàn)，邏輯也不會太復(fù)雜。

個人認為：

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，就是代碼語義不夠清晰，在維護上，容易受注解@Scheduled定時參數(shù)影響，實際業(yè)務(wù)場景，盡量封裝一下，提高可讀性。

常見問題

(1) 線程池的大小，建議幾種任務(wù)就幾個線程，多了也浪費，如果太小，任務(wù)耗時長時，就會出現(xiàn)任務(wù)間干擾。

(2) 如果任務(wù)有嚴格的并行限制，可以通過分布式鎖防護一下。

總結(jié)

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

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