Java中定时任务浅析

Java中有那些定时任务的实现方式，下面从java原生和spring封装对动态管理定时任务的实现简单的聊一聊，不涉及外部组件的实现方式。

1、Timer

java.util包下提供了对定时任务的支持，涉及2个类：

• Timer：定时器类
• TimerTask：任务抽象类

使用该定时任务我们需要继承TimerTask抽象类，覆盖run方法编写任务执行代码，并利用Timer定时器对TimerTask进行调度。

Timer提供了多种方法，可分为一次性任务和可重复执行任务。

1.1、一次性任务

一次性任务是指Timer执行一次之后，该任务后续不再执行，包括2个方法：

• void schedule(TimerTask task, long delay)：延迟delay毫秒后执行一次task
• void schedule(TimerTask task, Date time)：在指定时间time执行一次task，如果time过期，将会立即执行

1.2、可重复执行任务

可重复执行任务是指任务允许按照设定的规则重复执行，包括4个方法：

• void schedule(TimerTask task, long delay, long period)：延迟delay毫秒后执行task，之后每隔period毫秒执行一次task
• void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)：在指定时间time执行一次task，之后每隔period毫秒执行一次task
• void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)：延迟delay毫秒后执行task，之后每隔period毫秒执行一次task
• void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：在指定时间time执行一次task，之后每隔period毫秒执行一次task

1.3、实例

public class DownloadTimerTask extends TimerTask {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("指定时间的任务操作内容");
    }
}

public static void main(String[] args) throws ParseException {
        // Timer执行周期任务基于绝对时间,会受到系统时间的影响
        Timer timer = new Timer();
        TimerTask downloadTimerTask = new DownloadTimerTask();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        Date date = simpleDateFormat.parse("2023-03-21 10:16:00");
        timer.schedule(downloadTimerTask,date);
    }

在idea中会看到”使用ScheduledExecutorService代替Timer吧 “提示，可见并不推荐使用Timer来实现定时任务。

2、ScheduledExecutorService

java.util.concurrent包下提供了基于线程池设计的定时任务类ScheduledExecutorService，它的每个调度任务都会分配到线程池中的一个线程去执行，并发不受影响，各自执行各自的。

ScheduledExecutorService提供了3种方法：

• schedule：只执行一次调度，方法第一个參数是任务实例，第二个參数是延迟时间，第三个是时间单元
• scheduleAtFixedRate：一开始就计算间隔时间，如果任务超过间隔时间，那么就直接开始下一个任务
• scheduleWithFixedDelay：任务无论执行多久，都要等待上一轮任务完成之后再间隔指定时间，然后才开始下一个任务

实例：

public static void main(String[] args) {
        // ScheduledThreadPoolExecutor基于相对时间,不会受到系统时间的影响
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //ScheduledExecutorService scheduledExecutorServicePool = new ScheduledThreadPoolExecutor(5, r -> new Thread(r, "executor-service-pool-" + r.hashCode()));
        TimerTask downloadTimerTask = new DownloadTimerTask();
        // 延迟5min后，运行且仅仅运行一次task
        scheduledExecutorService.schedule(downloadTimerTask, 5, TimeUnit.MINUTES);
    }

3、ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor

jdk原生的两个常用线程池对象：ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor。
ScheduledThreadPoolExecutor继承自ThreadPoolExecutor，主要用来在给定的延迟之后运行任务，或者定期执行任务。ScheduledThreadPoolExecutor的功能与Timer类似，但ScheduledThreadPoolExecutor功能更强大、更灵活。Timer对应的是单个后台线程，而 ScheduledThreadPoolExecutor可以在构造函数中指定多个对应的后台线程数。

ThreadPoolExecutor构造方法及其作用：

• corePoolSize：线程池维护线程的最少数量
• maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量
• keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间
• unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
• workQueue： 线程池所使用的缓冲队列
• handler： 线程池对拒绝任务的处理策略

ScheduledThreadPoolExecutor构造方法及其作用：

实例见第2小节，ScheduledThreadPoolExecutor是接口ScheduledExecutorService的实现类。

4、ThreadPoolTaskExecutor和ThreadPoolTaskScheduler

springboot自动装配的两个常用线程池对象：ThreadPoolTaskExecutor，ThreadPoolTaskScheduler（参考org.springframework.boot.autoconfigure.task.TaskExecutionAutoConfiguration），分别对应jdk的两个线程池，是静态代理增强，故ThreadPoolTaskScheduler的api是最丰富的。

• ThreadPoolTaskExecutor：一个专门用于执行任务的类
  

• ThreadPoolTaskScheduler：一个专门用于调度任务的类
  

ThreadPoolTaskScheduler是spring中提供的线程池任务调度类，能够开启线程池进行任务调度。
ThreadPoolTaskScheduler 提供了4种定时任务方法：

• schedule(Runnable task, Date stateTime)，在指定时间执行一次定时任务
• schedule(Runnable task, Trigger trigger)，动态创建指定表达式cron的定时任务threadPoolTaskScheduler.schedule(() -> {}, triggerContext -> newCronTrigger(“”).nextExecutionTime(triggerContext));
• scheduleAtFixedRate，指定间隔时间执行一次任务，间隔时间为前一次执行开始到下次任务开始时间
• scheduleWithFixedDelay，指定间隔时间执行一次任务，间隔时间为前一次任务完成到下一次开始时间

ThreadPoolTaskScheduler.schedule()方法会创建一个定时计划ScheduledFuture，在这个方法需要添加两个参数，Runnable（线程接口类） 和CronTrigger（定时任务触发器），在ScheduledFuture中有一个cancel可以停止定时任务。
实例：

@Configuration
public class ThreadPoolTaskSchedulerConfig {

    @Bean
    public ThreadPoolTaskScheduler syncScheduler() {
        ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        threadPoolTaskScheduler.setPoolSize(5);
        threadPoolTaskScheduler.setRemoveOnCancelPolicy(true);
        threadPoolTaskScheduler.setThreadNamePrefix("syncThread-");
        return threadPoolTaskScheduler;
    }
}

@Slf4j
public abstract class AbstractJob implements Runnable {

    private ScheduledFuture scheduledFuture;

    @Autowired
    private ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler;

    @Override
    public void run() {
        begin();
        execute();
        end();
    }

    /**
     * 定时任务执行之前
     */
    public void begin() {
        log.info("------开始执行任务------");
    }

    /**
     * 执行任务
     */
    public abstract void execute();

    /**
     * 定时任务执行之后
     */
    public void end() {
        log.info("------结束执行任务------");
    }

    /**
     * @description: 创建定时任务
     * @param: cron  时间表达式
     * @return: void
     */
    public void createJob(String cron) {
        try {
            log.info("创建定时任务");
            scheduledFuture = threadPoolTaskScheduler.schedule(this, new CronTrigger(cron));
        } catch (Exception e) {
            log.error("创建定时任务失败！");
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 取消执行任务
     */
    public void cancelJob() {
        try {
            if (scheduledFuture != null) {
                scheduledFuture.cancel(true);
            }
            log.info("取消执行任务！");
        } catch (Exception e) {
            log.error("取消执行失败 ！");
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

在请求端点的方法中调用创建定时任务方法即可，结果类似如下