上篇博客《JAVA 并发编程-线程池(七)》中曾介绍到newScheduledThreadPool(intcorePoolSize),创建corePoolSize大小的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
接下来我们一起来分析一下Java中几种任务调度实现与比较
任务调度是指基于给定时间点,给定时间间隔或者给定执行次数自动执行任务。
相信大家都已经非常熟悉java.util.Timer 了,它是最简单的一种实现任务调度的方法,下面给出一个具体的例子:
package com.tgb.hjy; 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; // 从现在开始 1 秒钟之后,每隔 1 秒钟执行一次 job1 timer.schedule(new TimerTest("job1"), delay1, period1); long delay2 = 2 * 1000; long period2 = 2000; // 从现在开始 2 秒钟之后,每隔 2 秒钟执行一次 job2 timer.schedule(new TimerTest("job2"), delay2, period2); } }
输出结果:
execute job1
execute job1
execute job2
execute job1
execute job1
execute job2
execute job1
execute job1
execute job2
使用 Timer 实现任务调度的核心类是Timer 和 TimerTask。其中 Timer 负责设定 TimerTask 的起始与间隔执行时间。使用者只需要创建一个 TimerTask的继承类,实现自己的 run 方法,然后将其丢给 Timer 去执行即可。
Timer 的设计核心是一个 TaskList和一个 TaskThread。Timer 将接收到的任务丢到自己的 TaskList 中,TaskList 按照 Task的最初执行时间进行排序。TimerThread 在创建 Timer时会启动成为一个守护线程。这个线程会轮询所有任务,找到一个最近要执行的任务,然后休眠,当到达最近要执行任务的开始时间点,TimerThread被唤醒并执行该任务。之后 TimerThread 更新最近一个要执行的任务,继续休眠。
Timer的优点在于简单易用,但由于所有任务都是由同一个线程来调度,因此所有任务都是串行执行的,同一时间只能有一个任务在执行,前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。
鉴于 Timer 的上述缺陷,Java 5推出了基于线程池设计的ScheduledExecutor。其设计思想是,每一个被调度的任务都会由线程池中一个线程去执行,因此任务是并发执行的,相互之间不会受到干扰。需要注意的是,只有当任务的执行时间到来时,ScheduedExecutor才会真正启动一个线程,其余时间 ScheduledExecutor 都是在轮询任务的状态。
package com.tgb.hjy; 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; // 从现在开始1秒钟之后,每隔1秒钟执行一次job1 scheduleAtFixedRate //每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔 //已固定的频率来执行某项计划(任务).固定的频率来执行某项计划,它不受计划执行时间的影响。到时间,它就执行。 service.scheduleAtFixedRate( new ScheduledExecutorTest("job1"), initialDelay1, period1, TimeUnit.SECONDS); long initialDelay2 = 1; long delay2 = 1; // 从现在开始2秒钟之后,每隔2秒钟执行一次job2 scheduleWithFixedDelay //每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔 //相对固定的延迟后,执行某项计划.即无论某个任务执行多长时间,等执行完了,我再延迟指定的时间。它受计划执行时间的影响。 service.scheduleWithFixedDelay( new ScheduledExecutorTest("job2"), initialDelay2, delay2, TimeUnit.SECONDS); } }
执行结果:
execute job1
execute job2
execute job1
execute job2
execute job1
execute job2
ScheduledExecutorService中两种最常用的调度方法 ScheduleAtFixedRate 和 ScheduleWithFixedDelay。ScheduleAtFixedRate每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔;ScheduleWithFixedDelay每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔。由此可见,ScheduleAtFixedRate是基于固定时间间隔进行任务调度,ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短,是基于不固定时间间隔进行任务调度。
Timer 和 ScheduledExecutor都仅能提供基于开始时间与重复间隔的任务调度,不能胜任更加复杂的调度需求。比如,设置每星期二的 16:38:10 执行任务。该功能使用 Timer 和ScheduledExecutor 都不能直接实现,但我们可以借助 Calendar 间接实现该功能。
注,上述方法实现该任务调度比较麻烦,这就需要一个更加完善的任务调度框架来解决这些复杂的调度问题。幸运的是,开源工具包Quartz提供了这方面强大的支持。
Quartz可以满足更多更复杂的调度需求,首先让我们看看如何用 Quartz 实现每星期二 16:38 的调度安排:
package com.tgb.hjy; 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 //该方法实现需要执行的任务 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 { // 创建一个Scheduler SchedulerFactory schedFact = new org.quartz.impl.StdSchedulerFactory(); Scheduler sched = schedFact.getScheduler(); sched.start(); // 创建一个JobDetail,指明name,groupname,以及具体的Job类名, //该Job负责定义需要执行任务 JobDetail jobDetail = new JobDetail("myJob", "myJobGroup", QuartzTest.class); jobDetail.getJobDataMap().put("type", "FULL"); // 创建一个每周触发的Trigger,指明星期几几点几分执行 Trigger trigger = TriggerUtils.makeWeeklyTrigger(3, 16, 38); trigger.setGroup("myTriggerGroup"); // 从当前时间的下一秒开始执行 trigger.setStartTime(TriggerUtils.getEvenSecondDate(new Date())); // 指明trigger的name trigger.setName("myTrigger"); // 用scheduler将JobDetail与Trigger关联在一起,开始调度任务 sched.scheduleJob(jobDetail, trigger); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
使用Quartz我们非常简洁地实现了一个上述复杂的任务调度。Quartz设计的核心类包括 Scheduler, Job 以及 Trigger。其中,Job 负责定义需要执行的任务,Trigger负责设置调度策略,Scheduler 将二者组装在一起,并触发任务开始执行。
以上是几种任务调度的实现方式,各有优缺点,对于Quartz的学习还需要继续深入。后面会详细介绍!