SpringBoot下使用定時任務的方式全揭祕

本文旨在用通俗的語言講述枯燥的知識

定時任務作爲一種系統調度工具，在一些需要有定時作業的系統中應用廣泛，如每逢某個時間點統計數據、在將來某個時刻執行某些動作...定時任務在主流開發語言均提供相應的API供開發者調用，在Java中，實現定時任務有很多種方式，原生的方式實現一個完整定時任務需要由Timer、TimerTask兩個類，Timer是定時器類，用來按計劃開啓後臺線程執行指定任務，TimerTask一個抽象類，它的子類代表一個可以被Timer計劃的任務。除此之外，還可以用ScheduledExecutorService類或者使用第三方jar庫Quartz，其中Quartz是一個優秀的定時任務框架，發展至今已經非常成熟，以致後來其他的定時任務框架的核心思想或底層大多源於Quartz。

springboot作爲Java的一種開發框架，在springboot項目中實現定時任務不僅可以使用Java提供的原生方式，還可以使用springboot提供的定時任務API，下面，小編把Java原生和springboot所有的實現定時任務的方式做一個整合。

文章提綱：
1、使用線程
2、使用Timer類
3、使用ScheduledExecutorService類
4、使用Quartz
5、使用spring的@Scheduled註解
6、cron表達式

1. 線程實現

利用線程可以設定休眠時間的方式可以實現簡單的定時任務邏輯。

    public static void main(String[] args){
        //定時任務間隔時間
        int sleepTime=2*1000;
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true){
                    try {
                        System.out.println("Thread方式執行一次定時任務");
                        //線程休眠規定時間
                        Thread.sleep(sleepTime);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

2. Timer類

Timer類允許調度一個TimerTask任務。使用這種方式可以讓你的程序按照某一個頻度執行。

    public static void main(String[] args){
        int sleepTime=2*1000;
        TimerTask timerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Timer方式執行一次定時任務");
            }
        };
        new Timer().schedule(timerTask,1,sleepTime);
    }

3. ScheduledExecutorService類

ScheduledExecutorService,是基於線程池設計的定時任務類,每個調度任務都會分配到線程池中的一個線程去執行,也就是說,任務是併發執行,互不影響。
因此，基於ScheduledExecutorService類的定時任務類，歸根到底也是基於線程的調度實現的。

    public static void main(String[] args){
        int sleepTime=2*1000;
        ScheduledExecutorService scheduledExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        scheduledExecutor.scheduleAtFixedRate(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println("ScheduledExecutorService方式執行一次定時任務");
                    }
                }
        ,1,sleepTime, TimeUnit.SECONDS);
    }

4. 整合Quartz

Quartz是一個完全由Java編寫的開源作業調度框架，爲在 Java 應用程序中進行作業調度提供了簡單卻強大的機制,要理解它的使用方式，需要先理解它的幾個核心概念：

1. Job: 表示一個工作，要執行的具體內容。此接口中只有一個方法，如下：

void execute(JobExecutionContext context)

1. JobDetail: 表示一個具體的可執行的調度程序，Job 是這個可執行程調度程序所要執行的內容，另外 JobDetail 還包含了這個任務調度的方案和策略。
2. Trigger: 代表一個調度參數的配置，什麼時候去調。
3. Scheduler: 代表一個調度容器，一個調度容器中可以註冊多個 JobDetail 和Trigger。當 Trigger 與 JobDetail 組合，就可以被 Scheduler 容器調度了。

有了這些概念之後，我們就可以把Quartz整合到我們的springboot項目中了。

1. 引入quartz依賴

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
</dependency>

1. 配置

@Configuration
public class QuartzConfig {
    @Bean
    public JobDetail quartzDetail(){
        return JobBuilder.newJob(QuartzTest.class).withIdentity("QuartzTest").storeDurably().build();
    }
    @Bean
    public SimpleTrigger quartzTrigger(){
        SimpleScheduleBuilder scheduleBuilder = SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
                .withIntervalInSeconds(10)
                .repeatForever();
        return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(quartzDetail())
                .withIdentity("QuartzTest")
                .withSchedule(scheduleBuilder)
                .build();
    }
}

1. 測試

public class QuartzTest extends QuartzJobBean {
    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext){
        System.out.println("quartz執行一次定時任務 ");
    }
}

5. 使用Scheduled註解

@Scheduled是spring爲定時任務而生的一個註解，查看註解的源碼：

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(Schedules.class)
public @interface Scheduled {
//cron表達式
    String cron() default "";
//接收一個java.util.TimeZone#ID。
    String zone() default "";
//上一次執行完畢時間點之後多長時間再執行
    long fixedDelay() default -1;
//支持佔位符形式的字符串類型的fixedDelay
    String fixedDelayString() default "";
//上一次開始執行時間點之後多長時間再執行
    long fixedRate() default -1;
//支持佔位符形式的字符串類型的fixedRateString
    String fixedRateString() default "";
//第一次延遲多長時間後再執行    
    long initialDelay() default -1;
//支持佔位符形式的字符串類型的initialDelay
    String initialDelayString() default "";
}

可以看出：Scheduled註解中的參數用來設置“定時”動作，通常情況下，比較常用的參數是cron(),這意味着我們需要學會一些cron表達式相關的語法，但由於內容較多，篇幅較長，在這裏暫不鋪開講解，我們把cron語法相關放到文章最後，在此先講解如何用Scheduled註解來實現定時任務。

1. 開啓定時任務支持

@SpringBootApplication
/**
 * 開啓定時任務支持
 */
@EnableScheduling
public class TestApplication  extends SpringBootServletInitializer {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(TestApplication.class, args);
    }
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
        return builder.sources(this.getClass());
    }
}

1. 使用

@Component
public class ScheduledTest {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ScheduledTest.class);
    /**
     * 每15秒執行一次定時任務
     */
    @Scheduled(cron = "0/15 * * * * ? ")
    public void testCron(){
        logger.info("Scheduled 執行一次定時任務");
    }
}

6. cron表達式

cron表達式是一個字符串其語法爲：

[秒] [分] [小時] [日] [月] [周] [年]

其中[年]爲非必填項，因此通常cron表達式通常由6或7部分內容組成，內容的取值爲數字或者一些cron表達式約定的特殊字符，這些特殊字符稱爲“通配符”，每一個通配符分別代指一種值。cron表達式可以用這樣的表格來表示：

順序	取值範圍	特殊字符串範圍
秒	0~60	, - * /
分	0-60	, - * /
時	0-23	, - * /
日	1-31	, - * /
月	1-12 / JAN-DEC	, - * ? / L W
周	1-7 / SUN-SAT	, - * ? / L #
年（可省略）	1970-2099	, - * /

其中通配符的解釋以及作用如下：

通配符	代表的值	解釋
*	所有值	如：時字段爲*，代表每小時都觸發
?	不指定值	如：周字段爲?，代表表達式不關心是周幾
-	區間	如：時字段設置2-5，代表2，3，4，5點鐘時都觸發
,	多個值	如：時字段設置2,3,5，代表2，3，5點都會觸發
/	遞增值	如：時字段設置0/2，代表每兩個小時觸發，時字段設置 2/5，代表從2時開始每隔5小時觸發一次
L	最後值	如：日字段設置L，代表本月最後一天
W	最近工作日	如：在日字段設置13W，代表沒約13日最近的那個工作日觸發一次
#	序號	如：在周字段設置5#2，代表每月的第二個週五

示例：
每2秒執行一次：0/5 ?
每5分鐘執行一次：0 0/5 * ?
1分、12分、45分執行一次：0 1,12,45 * ?
每天23點59分59秒執行一次：59 59 23 ?
每月15號凌晨3點執行一次：0 0 3 15 * ?
每月最後一天12點執行一次：0 0 12 L * ?

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