定時任務(wù)最簡單的3種實現(xiàn)方法（超好用）

時間：2020-08-24 22:54:03

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[導(dǎo)讀]定時任務(wù)在實際的開發(fā)中特別常見，比如電商平臺 30 分鐘后自動取消未支付的訂單，以及凌晨的數(shù)據(jù)匯總和備份等，都需要借助定時任務(wù)來實現(xiàn)，那么我們本文就來看一下定時任務(wù)最簡單的幾種實現(xiàn)方式。

定時任務(wù)最簡單的3種實現(xiàn)方法（超好用）

作者 | 王磊

來源 | Java中文社群（ID：javacn666）

定時任務(wù)在實際的開發(fā)中特別常見，比如電商平臺 30 分鐘后自動取消未支付的訂單，以及凌晨的數(shù)據(jù)匯總和備份等，都需要借助定時任務(wù)來實現(xiàn)，那么我們本文就來看一下定時任務(wù)最簡單的幾種實現(xiàn)方式。

TOP 1：Timer

Timer 是 JDK 自帶的定時任務(wù)執(zhí)行類，無論任何項目都可以直接使用 Timer 來實現(xiàn)定時任務(wù)，所以 Timer 的優(yōu)點就是使用方便，它的實現(xiàn)代碼如下：

public?class?MyTimerTask?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?定義一個任務(wù)
????????TimerTask?timerTask?=?new?TimerTask()?{
????????????@Override
????????????public?void?run()?{
????????????????System.out.println("Run timerTask："?+?new?Date());
????????????}
????????};
????????//?計時器
????????Timer?timer?=?new?Timer();
????????//?添加執(zhí)行任務(wù)（延遲?1s?執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次）
????????timer.schedule(timerTask,?1000,?3000);
????}
}

程序執(zhí)行結(jié)果如下：

Run timerTask：Mon Aug 17 21:29:25 CST 2020

Run timerTask：Mon Aug 17 21:29:28 CST 2020

Run timerTask：Mon Aug 17 21:29:31 CST 2020

Timer 缺點分析

Timer 類實現(xiàn)定時任務(wù)雖然方便，但在使用時需要注意以下問題。

問題 1：任務(wù)執(zhí)行時間長影響其他任務(wù)

當(dāng)一個任務(wù)的執(zhí)行時間過長時，會影響其他任務(wù)的調(diào)度，如下代碼所示：

public?class?MyTimerTask?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?定義任務(wù)?1
????????TimerTask?timerTask?=?new?TimerTask()?{
????????????@Override
????????????public?void?run()?{
????????????????System.out.println("進(jìn)入 timerTask 1："?+?new?Date());
????????????????try?{
????????????????????//?休眠?5?秒
????????????????????TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????????e.printStackTrace();
????????????????}
????????????????System.out.println("Run timerTask 1："?+?new?Date());
????????????}
????????};
????????//?定義任務(wù)?2
????????TimerTask?timerTask2?=?new?TimerTask()?{
????????????@Override
????????????public?void?run()?{
????????????????System.out.println("Run timerTask 2："?+?new?Date());
????????????}
????????};
????????//?計時器
????????Timer?timer?=?new?Timer();
????????//?添加執(zhí)行任務(wù)（延遲?1s?執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次）
????????timer.schedule(timerTask,?1000,?3000);
????????timer.schedule(timerTask2,?1000,?3000);
????}
}

程序執(zhí)行結(jié)果如下：

進(jìn)入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:08 CST 2020

Run timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:13 CST 2020

Run timerTask 2：Mon Aug 17 21:44:13 CST 2020

進(jìn)入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:13 CST 2020

Run timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:18 CST 2020

進(jìn)入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:18 CST 2020

Run timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

Run timerTask 2：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

進(jìn)入 timerTask 1：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

從上述結(jié)果中可以看出，當(dāng)任務(wù) 1 運行時間超過設(shè)定的間隔時間時，任務(wù) 2 也會延遲執(zhí)行。 原本任務(wù) 1 和任務(wù) 2 的執(zhí)行時間間隔都是 3s，但因為任務(wù) 1 執(zhí)行了 5s，因此任務(wù) 2 的執(zhí)行時間間隔也變成了 10s（和原定時間不符）。

問題 2：任務(wù)異常影響其他任務(wù)

使用 Timer 類實現(xiàn)定時任務(wù)時，當(dāng)一個任務(wù)拋出異常，其他任務(wù)也會終止運行，如下代碼所示：

public?class?MyTimerTask?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?定義任務(wù)?1
????????TimerTask?timerTask?=?new?TimerTask()?{
????????????@Override
????????????public?void?run()?{
????????????????System.out.println("進(jìn)入 timerTask 1："?+?new?Date());
????????????????//?模擬異常
????????????????int?num?=?8?/?0;
????????????????System.out.println("Run timerTask 1："?+?new?Date());
????????????}
????????};
????????//?定義任務(wù)?2
????????TimerTask?timerTask2?=?new?TimerTask()?{
????????????@Override
????????????public?void?run()?{
????????????????System.out.println("Run timerTask 2："?+?new?Date());
????????????}
????????};
????????//?計時器
????????Timer?timer?=?new?Timer();
????????//?添加執(zhí)行任務(wù)（延遲?1s?執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次）
????????timer.schedule(timerTask,?1000,?3000);
????????timer.schedule(timerTask2,?1000,?3000);
????}
}

程序執(zhí)行結(jié)果如下：

進(jìn)入 timerTask 1：Mon Aug 17 22:02:37 CST 2020

Exception in thread "Timer-0" java.lang.ArithmeticException: / by zero

? ? at com.example.MyTimerTask$1.run(MyTimerTask.java:21)

? ? at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:555)

? ? at java.util.TimerThread.run(Timer.java:505)

Process finished with exit code 0

Timer 小結(jié)

Timer 類實現(xiàn)定時任務(wù)的優(yōu)點是方便，因為它是 JDK 自定的定時任務(wù)，但缺點是任務(wù)如果執(zhí)行時間太長或者是任務(wù)執(zhí)行異常，會影響其他任務(wù)調(diào)度，所以在生產(chǎn)環(huán)境下建議謹(jǐn)慎使用。

TOP 2：ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService 也是 JDK 1.5 自帶的 API，我們可以使用它來實現(xiàn)定時任務(wù)的功能，也就是說 ScheduledExecutorService 可以實現(xiàn) Timer 類具備的所有功能，并且它可以解決了 Timer 類存在的所有問題。

ScheduledExecutorService 實現(xiàn)定時任務(wù)的代碼示例如下：

public?class?MyScheduledExecutorService?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?創(chuàng)建任務(wù)隊列
????????ScheduledExecutorService?scheduledExecutorService?=
????????????????Executors.newScheduledThreadPool(10);?//?10?為線程數(shù)量
??//?執(zhí)行任務(wù)
????????scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()?->?{
????????????System.out.println("Run Schedule："?+?new?Date());
????????},?1,?3,?TimeUnit.SECONDS);?//?1s?后開始執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次
????}
}

程序執(zhí)行結(jié)果如下：

Run Schedule：Mon Aug 17 21:44:23 CST 2020

Run Schedule：Mon Aug 17 21:44:26 CST 2020

Run Schedule：Mon Aug 17 21:44:29 CST 2020

ScheduledExecutorService 可靠性測試

① 任務(wù)超時執(zhí)行測試

ScheduledExecutorService 可以解決 Timer 任務(wù)之間相應(yīng)影響的缺點，首先我們來測試一個任務(wù)執(zhí)行時間過長，會不會對其他任務(wù)造成影響，測試代碼如下：

public?class?MyScheduledExecutorService?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?創(chuàng)建任務(wù)隊列
????????ScheduledExecutorService?scheduledExecutorService?=
????????????????Executors.newScheduledThreadPool(10);
????????//?執(zhí)行任務(wù)?1
????????scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()?->?{
????????????System.out.println("進(jìn)入 Schedule："?+?new?Date());
????????????try?{
????????????????//?休眠?5?秒
????????????????TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
????????????System.out.println("Run Schedule："?+?new?Date());
????????},?1,?3,?TimeUnit.SECONDS);?//?1s?后開始執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次
????????//?執(zhí)行任務(wù)?2
????????scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()?->?{
????????????System.out.println("Run Schedule2："?+?new?Date());
????????},?1,?3,?TimeUnit.SECONDS);?//?1s?后開始執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次
????}
}

程序執(zhí)行結(jié)果如下：

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:27:55 CST 2020

進(jìn)入 Schedule：Mon Aug 17 11:27:55 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:27:58 CST 2020

Run Schedule：Mon Aug 17 11:28:00 CST 2020

進(jìn)入 Schedule：Mon Aug 17 11:28:00 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:28:01 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 11:28:04 CST 2020

從上述結(jié)果可以看出，當(dāng)任務(wù) 1 執(zhí)行時間 5s 超過了執(zhí)行頻率 3s 時，并沒有影響任務(wù) 2 的正常執(zhí)行，因此使用 ScheduledExecutorService 可以避免任務(wù)執(zhí)行時間過長對其他任務(wù)造成的影響。

② 任務(wù)異常測試

接下來我們來測試一下 ScheduledExecutorService 在一個任務(wù)異常時，是否會對其他任務(wù)造成影響，測試代碼如下：

public?class?MyScheduledExecutorService?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//?創(chuàng)建任務(wù)隊列
????????ScheduledExecutorService?scheduledExecutorService?=
????????????????Executors.newScheduledThreadPool(10);
????????//?執(zhí)行任務(wù)?1
????????scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()?->?{
????????????System.out.println("進(jìn)入 Schedule："?+?new?Date());
????????????//?模擬異常
????????????int?num?=?8?/?0;
????????????System.out.println("Run Schedule："?+?new?Date());
????????},?1,?3,?TimeUnit.SECONDS);?//?1s?后開始執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次
????????//?執(zhí)行任務(wù)?2
????????scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()?->?{
????????????System.out.println("Run Schedule2："?+?new?Date());
????????},?1,?3,?TimeUnit.SECONDS);?//?1s?后開始執(zhí)行，每?3s?執(zhí)行一次
????}
}

程序執(zhí)行結(jié)果如下：

進(jìn)入 Schedule：Mon Aug 17 22:17:37 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 22:17:37 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 22:17:40 CST 2020

Run Schedule2：Mon Aug 17 22:17:43 CST 2020

從上述結(jié)果可以看出，當(dāng)任務(wù) 1 出現(xiàn)異常時，并不會影響任務(wù) 2 的執(zhí)行。

ScheduledExecutorService 小結(jié)

在單機(jī)生產(chǎn)環(huán)境下建議使用 ScheduledExecutorService 來執(zhí)行定時任務(wù)，它是 JDK 1.5 之后自帶的 API，因此使用起來也比較方便，并且使用 ScheduledExecutorService 來執(zhí)行任務(wù)，不會造成任務(wù)間的相互影響。

TOP 3：Spring Task

如果使用的是 Spring 或 Spring Boot 框架，可以直接使用 Spring Framework 自帶的定時任務(wù)，使用上面兩種定時任務(wù)的實現(xiàn)方式，很難實現(xiàn)設(shè)定了具體時間的定時任務(wù)，比如當(dāng)我們需要每周五來執(zhí)行某項任務(wù)時，但如果使用 Spring Task 就可輕松的實現(xiàn)此需求。

以 Spring Boot 為例，實現(xiàn)定時任務(wù)只需兩步：

開啟定時任務(wù)；
添加定時任務(wù)。

具體實現(xiàn)步驟如下。

① 開啟定時任務(wù)

開啟定時任務(wù)只需要在 Spring Boot 的啟動類上聲明 @EnableScheduling?即可，實現(xiàn)代碼如下：

@SpringBootApplication
@EnableScheduling?//?開啟定時任務(wù)
public?class?DemoApplication?{
????//?do?someing
}

② 添加定時任務(wù)

定時任務(wù)的添加只需要使用 @Scheduled?注解標(biāo)注即可，如果有多個定時任務(wù)可以創(chuàng)建多個 @Scheduled 注解標(biāo)注的方法，示例代碼如下：

import?org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import?org.springframework.stereotype.Component;

@Component?//?把此類托管給?Spring，不能省略
public?class?TaskUtils?{
????//?添加定時任務(wù)
????@Scheduled(cron?=?"59?59?23?0?0?5")?//?cron?表達(dá)式，每周五?23:59:59?執(zhí)行
????public?void?doTask(){
????????System.out.println("我是定時任務(wù)~");
????}
}

注意：定時任務(wù)是自動觸發(fā)的無需手動干預(yù)，也就是說 Spring Boot 啟動后會自動加載并執(zhí)行定時任務(wù)。

Cron 表達(dá)式

Spring Task 的實現(xiàn)需要使用 cron 表達(dá)式來聲明執(zhí)行的頻率和規(guī)則，cron 表達(dá)式是由 6 位或者 7 位組成的（最后一位可以省略），每位之間以空格分隔，每位從左到右代表的含義如下：

定時任務(wù)最簡單的3種實現(xiàn)方法（超好用）

其中 * 和 ? 號都表示匹配所有的時間。

定時任務(wù)最簡單的3種實現(xiàn)方法（超好用）

cron 表達(dá)式在線生成地址：https://cron.qqe2.com/

知識擴(kuò)展：分布式定時任務(wù)

上面的方法都是關(guān)于單機(jī)定時任務(wù)的實現(xiàn)，如果是分布式環(huán)境可以使用 Redis 來實現(xiàn)定時任務(wù)。

使用 Redis 實現(xiàn)延遲任務(wù)的方法大體可分為兩類：通過 ZSet 的方式和鍵空間通知的方式。

① ZSet 實現(xiàn)方式

通過 ZSet 實現(xiàn)定時任務(wù)的思路是，將定時任務(wù)存放到 ZSet 集合中，并且將過期時間存儲到 ZSet 的 Score 字段中，然后通過一個無線循環(huán)來判斷當(dāng)前時間內(nèi)是否有需要執(zhí)行的定時任務(wù)，如果有則進(jìn)行執(zhí)行，具體實現(xiàn)代碼如下：

import?redis.clients.jedis.Jedis;
import?utils.JedisUtils;
import?java.time.Instant;
import?java.util.Set;

public?class?DelayQueueExample?{
????//?zset?key
????private?static?final?String?_KEY?=?"myTaskQueue";
????
????public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException?{
????????Jedis?jedis?=?JedisUtils.getJedis();
????????//?30s?后執(zhí)行
????????long?delayTime?=?Instant.now().plusSeconds(30).getEpochSecond();
????????jedis.zadd(_KEY,?delayTime,?"order_1");
????????//?繼續(xù)添加測試數(shù)據(jù)
????????jedis.zadd(_KEY,?Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(),?"order_2");
????????jedis.zadd(_KEY,?Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(),?"order_3");
????????jedis.zadd(_KEY,?Instant.now().plusSeconds(7).getEpochSecond(),?"order_4");
????????jedis.zadd(_KEY,?Instant.now().plusSeconds(10).getEpochSecond(),?"order_5");
????????//?開啟定時任務(wù)隊列
????????doDelayQueue(jedis);
????}

????/**
?????*?定時任務(wù)隊列消費
?????*?@param?jedis?Redis?客戶端
?????*/
????public?static?void?doDelayQueue(Jedis?jedis)?throws?InterruptedException?{
????????while?(true)?{
????????????//?當(dāng)前時間
????????????Instant?nowInstant?=?Instant.now();
????????????long?lastSecond?=?nowInstant.plusSeconds(-1).getEpochSecond();?//?上一秒時間
????????????long?nowSecond?=?nowInstant.getEpochSecond();
????????????//?查詢當(dāng)前時間的所有任務(wù)
????????????Set?data?=?jedis.zrangeByScore(_KEY,?lastSecond,?nowSecond);
????????????for?(String?item?:?data)?{
????????????????//?消費任務(wù)
????????????????System.out.println("消費："?+?item);
????????????}
????????????//?刪除已經(jīng)執(zhí)行的任務(wù)
????????????jedis.zremrangeByScore(_KEY,?lastSecond,?nowSecond);
????????????Thread.sleep(1000);?//?每秒查詢一次
????????}
????}
}

② 鍵空間通知

我們可以通過 Redis 的鍵空間通知來實現(xiàn)定時任務(wù)，它的實現(xiàn)思路是給所有的定時任務(wù)設(shè)置一個過期時間，等到了過期之后，我們通過訂閱過期消息就能感知到定時任務(wù)需要被執(zhí)行了，此時我們執(zhí)行定時任務(wù)即可。

默認(rèn)情況下 Redis 是不開啟鍵空間通知的，需要我們通過 config set notify-keyspace-events Ex 的命令手動開啟，開啟之后定時任務(wù)的代碼如下：

import?redis.clients.jedis.Jedis;
import?redis.clients.jedis.JedisPubSub;
import?utils.JedisUtils;

public?class?TaskExample?{
????public?static?final?String?_TOPIC?=?"__keyevent@0__:expired";?//?訂閱頻道名稱
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????Jedis?jedis?=?JedisUtils.getJedis();
????????//?執(zhí)行定時任務(wù)
????????doTask(jedis);
????}

????/**
?????*?訂閱過期消息，執(zhí)行定時任務(wù)
?????*?@param?jedis?Redis?客戶端
?????*/
????public?static?void?doTask(Jedis?jedis)?{
????????//?訂閱過期消息
????????jedis.psubscribe(new?JedisPubSub()?{
????????????@Override
????????????public?void?onPMessage(String?pattern,?String?channel,?String?message)?{
????????????????//?接收到消息，執(zhí)行定時任務(wù)
????????????????System.out.println("收到消息："?+?message);
????????????}
????????},?_TOPIC);
????}
}

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TOP 1：Timer

Timer 缺點分析

問題 1：任務(wù)執(zhí)行時間長影響其他任務(wù)

問題 2：任務(wù)異常影響其他任務(wù)

Timer 小結(jié)

TOP 2：ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService 可靠性測試

① 任務(wù)超時執(zhí)行測試

② 任務(wù)異常測試

ScheduledExecutorService 小結(jié)

TOP 3：Spring Task

① 開啟定時任務(wù)

② 添加定時任務(wù)

Cron 表達(dá)式

知識擴(kuò)展：分布式定時任務(wù)

① ZSet 實現(xiàn)方式

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