springboot集成schedule(深度理解)

背景


 在项目开发过程中,我们经常需要执行具有周期性的任务。通过定时任务可以很好的帮助我们实现。

我们拿常用的几种定时任务框架做一个比较:

从以上表格可以看出,Spring Schedule框架功能完善,简单易用。对于中小型项目需求,Spring Schedule是完全可以胜任的。

1、springboot集成schedule


1.1 添加maven依赖包

由于Spring Schedule包含在spring-boot-starter基础模块中了,所有不需要增加额外的依赖。

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

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

1.2 启动类,添加启动注解

在springboot入口或者配置类中增加@EnableScheduling注解即可启用定时任务。

@EnableScheduling
@SpringBootApplication
public class ScheduleApplication {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(ScheduleApplication.class, args);
	}
}

1.3.添加定时任务

我们将对Spring Schedule三种任务调度器分别举例说明。

1.3.1 Cron表达式

类似于Linux下的Cron表达式时间定义规则。Cron表达式由6或7个空格分隔的时间字段组成,如下图:

常用表达式:

举个栗子:

添加一个work()方法,每10秒执行一次。

注意:当方法的执行时间超过任务调度频率时,调度器会在下个周期执行。

如:假设work()方法在第0秒开始执行,方法执行了12秒,那么下一次执行work()方法的时间是第20秒。

@Component
public class MyTask {
	@Scheduled(cron = "0/10 * * * * *")
	public void work() {
		// task execution logic
	}
}

1.3.2 固定间隔任务

 下一次的任务执行时间,是从方法最后一次任务执行结束时间开始计算。并以此规则开始周期性的执行任务。

举个栗子:

添加一个work()方法,每隔10秒执行一次。

例如:假设work()方法在第0秒开始执行,方法执行了12秒,那么下一次执行work()方法的时间是第22秒。

@Scheduled(fixedDelay = 1000*10)
public void work() {
	// task execution logic
}

1.3.3 固定频率任务

 按照指定频率执行任务,并以此规则开始周期性的执行调度。

举个栗子:

添加一个work()方法,每10秒执行一次。

注意:当方法的执行时间超过任务调度频率时,调度器会在当前方法执行完成后立即执行下次任务。

例如:假设work()方法在第0秒开始执行,方法执行了12秒,那么下一次执行work()方法的时间是第12秒。

@Scheduled(fixedRate = 1000*10)
public void work() {
	// task execution logic
}

2、配置TaskScheduler线程池


 在实际项目中,我们一个系统可能会定义多个定时任务。那么多个定时任务之间是可以相互独立且可以并行执行的。

通过查看org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar源代码,发现spring默认会创建一个单线程池。这样对于我们的多任务调度可能会是致命的,当多个任务并发(或需要在同一时间)执行时,任务调度器就会出现时间漂移,任务执行时间将不确定。

protected void scheduleTasks() {
	if (this.taskScheduler == null) {
		this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
		this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
	}
	//省略...
}

2.1 自定义线程池

新增一个配置类,实现SchedulingConfigurer接口。重写configureTasks方法,通过taskRegistrar设置自定义线程池。

@Configuration
public class ScheduleConfig implements SchedulingConfigurer {
	@Override
	public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
		taskRegistrar.setScheduler(taskExecutor());
	}
	
	@Bean(destroyMethod="shutdown")
	public Executor taskExecutor() {
		return Executors.newScheduledThreadPool(20);
	}
}

3、实际应用中的问题


 3.1 Web应用中的启动和关闭问题

我们知道通过spring加载或初始化的Bean,在服务停止的时候,spring会自动卸载(销毁)。但是由于线程是JVM级别的,如果用户在Web应用中启动了一个线程,那么这个线程的生命周期并不会和Web应用保持一致。也就是说,即使Web应用停止了,这个线程依然没有结束(死亡)。

解决方法:

1)当前对象是通过spring初始化

spring在卸载(销毁)实例时,会调用实例的destroy方法。通过实现DisposableBean接口覆盖destroy方法实现。在destroy方法中主动关闭线程。

@Component
public class MyTask implements DisposableBean{
	@Override
	public void destroy() throws Exception {
		//关闭线程或线程池
		ThreadPoolTaskScheduler scheduler = (ThreadPoolTaskScheduler)applicationContext.getBean("scheduler");
		scheduler.shutdown();
	}
	//省略...
}

2)当前对象不是通过spring初始化(管理)

那么我们可以增加一个Servlet上下文监听器,在Servlet服务停止的时候主动关闭线程。

public class MyTaskListenter implements ServletContextListener{
	@Override
	public void contextDestroyed(ServletContextEvent arg0) {
		//关闭线程或线程池
	}
	//省略...
}

3.2 分布式部署问题

在实际项目中,我们的系统通常会做集群、分布式或灾备部署。那么定时任务就可能出现并发问题,即同一个任务在多个服务器上同时在运行。

解决方法(分布式锁):

1)通过数据库表锁

2)通过缓存中间件

3)通过Zookeeper实现

总结:

spring schedule给我们提供了一套简单、快速、高效、稳定的定时任务框架。但需要考虑线程的生命周期及分布式部署问题。


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