那些年，我們用過的“定時調度”

定時調度

作爲後端開發人員，我們總會遇到這樣的業務場景：每週同步一批數據；每半個小時檢查一遍服務器運行狀況；每天早上八點給用戶發送一份包含今日待辦事項的郵件，等等。

這些場景中都離不開“定時器”，就像一個定好時間規則的鬧鐘，它會在指定時間觸發，執行我們想要定義的調度任務。那麼我們今天就來數一下，那些年我們用過的“定時調度”。

1. job (oracle)

從剛工作就一直使用oracle數據庫，最早接觸的定時任務就是oracle數據庫的job。job有定時執行的功能，可以在指定的時間點或每天的某個時間點自行執行任務。而且oracle重新啓動後，job會繼續運行，不用重新啓動。

而且job的機制非常完備，可以查詢相關的表或視圖，查詢job的定時規則和執行情況。缺點是作爲oracle數據庫層面的工具，自定義功能擴展，二次開發的難度比較大。

1.1 創建job

DECLARE
  job NUMBER;
BEGIN
    sys.dbms_job.submit(job => job,

    what => 'prc_name;',                          --執行的存儲過程的名字

    next_date => to_date('22-11-2013 09:09:41', 'dd-mm-yyyy hh24:mi:ss'), --下一次執行時間

    interval =>'sysdate+1/24');            --每天24小時，即每小時運行prc_name過程一次
END;

-- job參數是輸出參數，由submit()過程返回的binary_ineger，這個值用來唯一標識一個工作。一般定義一個變量接收，可以去user_jobs視圖查詢job值。
-- what參數是將被執行的PL/SQL代碼塊，存儲過程名稱等。
-- next_date參數指識何時將運行這個工作。
-- interval參數何時這個工作將被重執行

1.2 刪除job

DECLARE
BEGIN
  dbms_job.remove(1093);  -- 1093爲當前需要刪除的 job 值
  COMMIT;
END;

1.3 查詢job

-- 查詢當前用戶的job
select * from user_jobs;
-- 查詢所有job
select * from dba_jobs;
-- 查詢所有運行中的job
select * from dba_jobs_running;

2. crontab (linux)

crond 是linux下用來週期性的執行某種任務或等待處理某些事件的一個守護進程，與windows下的計劃任務類似，當安裝完成操作系統後，默認會安裝此服務工具，並且會自動啓動crond進程，crond進程每分鐘會定期檢查是否有要執行的任務，如果有要執行的任務，則自動執行該任務。

cron是服務名稱，crond是後臺進程，crontab則是定製好的計劃任務表。大部分linux系統默認都安裝了cron，可以檢查一下。

-- 檢查Crontab工具是否安裝
crontab -l
-- 檢查crond服務是否啓動
service crond status

-- centos安裝
yum install vixie-cron
yum install crontabs

crontab基本操作命令

-- 列出某個用戶cron服務的詳細內容
crontab -l
-- 編輯某個用戶的cron服務
crontab -e

crontab表達式格式

{minute} {hour} {day-of-month} {month} {day-of-week} {full-path-to-shell-script}

 minute: 區間爲 0 – 59
 hour: 區間爲0 – 23
 day-of-month: 區間爲0 – 31
 month: 區間爲1 – 12. 1 是1月. 12是12月
 Day-of-week: 區間爲0 – 7. 週日可以是0或7.

在以上各個字段中，還可以使用以下特殊字符：
星號（*）：代表所有可能的值，例如month字段如果是星號，則表示在滿足其它字段的制約條件後每月都執行該命令操作。
逗號（,）：可以用逗號隔開的值指定一個列表範圍，例如，“1,2,5,7,8,9”
中槓（-）：可以用整數之間的中槓表示一個整數範圍，例如“2-6”表示“2,3,4,5,6”
正斜線（/）：可以用正斜線指定時間的間隔頻率，例如“0-23/2”表示每兩小時執行一次。同時正斜線可以和星號一起使用，例如*/10，如果用在minute字段，表示每十分鐘執行一次。

推薦一個crontab表達式的校驗網站（https://tool.lu/crontab/）

3. Timer和ScheduledExecutorService (java)

Timer是jdk中提供的一個定時器工具，使用的時候會在主線程之外起一個單獨的線程執行指定的計劃任務，可以指定執行一次或者反覆執行多次。

//只執行一次
public void schedule(TimerTask task, long delay);
public void schedule(TimerTask task, Date time);
//循環執行
// 在循環執行類別中根據循環時間間隔又可以分爲兩類
public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) ;
public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) ;
 
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)

TimerTask是一個實現了Runnable接口的抽象類，代表一個可以被Timer執行的任務。TimerTask類是一個抽象類，由Timer 安排爲一次執行或重複執行的任務。它有一個抽象方法run()方法，該方法用於執行相應計時器任務要執行的操作。因此每一個具體的任務類都必須繼承TimerTask，然後重寫run()方法。
另外它還有兩個非抽象的方法

-- 取消此計時器任務
boolean cancel()
-- 返回此任務最近實際執行的安排執行時間
long scheduledExecutionTime()

當然，一般使用Timer的比較少，因爲它的缺點比較明顯：

單線程，當多個timer同時運行時，會等上一個執行完成，再執行下一個。
Timer線程是不會捕獲異常的，如果TimerTask拋出的了未檢查異常則會導致Timer線程終止。

所以一般使用ScheduledExecutorService替代Timer。
ScheduledExecutorService：也是jdk自帶的一個基於線程池設計的定時任務類。其每個調度任務都會分配到線程池中的一個線程執行，所以其任務是併發執行的，互不影響。

4. SpringTask (spring)

Timer和ScheduledExecutorService都是屬於jdk層面上實現定時調度的類，功能還不足以讓我們滿意，那麼現在介紹一個比較完善的定時調度工具 - SpringTask，是Spring提供的，支持註解和配置文件形式，支持crontab表達式，使用簡單但功能強大。我個人非常喜歡SpringTask，僅僅是因爲支持crontab表達式。

在springboot裏面使用方式非常簡單：

啓動類添加開啓定時調度的註解 @EnableScheduling
在需要定時執行的方法上，增加註解 @Scheduled(cron ="crontab表達式")

默認的簡單的使用步驟只有以上兩步，但是SpringTask的默認使用方式也有一些不足：

默認線程池的poolsize爲1，可以理解爲Timer類似的單線程模式。
無法動態修改crontab表達式，修改完只能重新部署後，才能生效。

問題1的解決方式，可以通過自定義 TaskExecutor來修改當前的線程池。問題2，則可以直接使用 threadPoolTaskScheduler類實現自定義的定時調度規則。

附解決兩個問題的源碼 TaskTimer.class

@Component
public class TaskTimer {

    @Autowired
    private ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler;
    @Autowired
    private TaskRepo taskRepo;

    /**
     * ***定時引擎***
     *
     * 實例化一個線程池任務調度類
     * 默認 ThreadPoolTaskScheduler 的 poolSize 爲1，類似於newSingleThreadExecutor 單線程模式，只能執行完一個調度，再執行其他調度
     * 需要自定義擴展poolSize，允許一定程度的 多線程並行場景
     *
     * @return
     */
    @Bean
    public ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler() {
        ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        threadPoolTaskScheduler.setPoolSize(100);
        threadPoolTaskScheduler.setThreadNamePrefix("Thread - ");
        threadPoolTaskScheduler.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        threadPoolTaskScheduler.setAwaitTerminationSeconds(60);
        return threadPoolTaskScheduler;
    }

    /**
     * 啓動定時調度
     * @param taskCode
     * @param cron
     * @param runnable
     * @return
     */
    public boolean start(String taskCode, String cron,Runnable runnable){
        ScheduledFuture<?> currentFuture=taskRepo.findTask(taskCode);
        //已存在的調度，無法再創建
        if(currentFuture!=null){
            throw  new RuntimeException("調度\""+taskCode+"\"已存在，無法再創建");
        }
        //創建新的調度，並加入 taskMap
        currentFuture = threadPoolTaskScheduler.schedule(runnable,new CronTrigger(cron));
        if (currentFuture!=null){
            this.taskRepo.addTask(taskCode,currentFuture);
            return true;
        }
        throw  new RuntimeException("任務啓動失敗！！！");
    }

    /**
     * 暫停定時調度
     * @param taskCode
     * @return
     */
    public boolean stop(String taskCode) {
        //taskId 不存在的，無法停止，只能修改
        ScheduledFuture<?> currentFuture=this.taskRepo.findTask(taskCode);
        if(currentFuture!=null){
            return currentFuture.cancel(true);
        }
        return true;
    }

    /**
     * 刪除定時調度
     * @param taskCode
     * @return
     */
    public boolean remove(String taskCode){
        ScheduledFuture<?> currentFuture=this.taskRepo.findTask(taskCode);
        if(currentFuture!=null){
             currentFuture.cancel(true);
             taskRepo.removeTask(taskCode);
             return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 修改定時調度
     * @param taskCode
     * @param cron
     * @param runnable
     * @return
     */
    public boolean update(String taskCode,String cron,Runnable runnable){
        ScheduledFuture<?> currentFuture=this.taskRepo.findTask(taskCode);
        //已存在的定時調度，先停止，再新增，並更新 新的ScheduledFuture
        if(currentFuture!=null) {
            currentFuture.cancel(true);
        }
        currentFuture= threadPoolTaskScheduler.schedule(runnable,new CronTrigger(cron));
        if(currentFuture!=null){
            this.taskRepo.addTask(taskCode,currentFuture);
            return true;
        }
        return false;
    }

}

5. Quartz (其他產品)

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。它是一個功能強大、十分成熟的重量級產品，還支持負載均衡，實現分佈式調度。

不過，對於Quartz的安裝你要多花點功夫了，從數據庫要建哪些表，到應用程序該如何部署。對於這樣一個龐大的產品，本篇文章就不附上它的使用說明書了。

參考文檔

SpringBoot中併發定時任務的實現、動態定時任務的實現

那些年，我們用過的“定時調度”

定時調度

1. job (oracle)

2. crontab (linux)

3. Timer和ScheduledExecutorService (java)

4. SpringTask (spring)

5. Quartz (其他產品)

參考文檔

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