SpringBoot下使用定时任务的方式全揭秘

本文旨在用通俗的语言讲述枯燥的知识

定时任务作为一种系统调度工具，在一些需要有定时作业的系统中应用广泛，如每逢某个时间点统计数据、在将来某个时刻执行某些动作...定时任务在主流开发语言均提供相应的API供开发者调用，在Java中，实现定时任务有很多种方式，原生的方式实现一个完整定时任务需要由Timer、TimerTask两个类，Timer是定时器类，用来按计划开启后台线程执行指定任务，TimerTask一个抽象类，它的子类代表一个可以被Timer计划的任务。除此之外，还可以用ScheduledExecutorService类或者使用第三方jar库Quartz，其中Quartz是一个优秀的定时任务框架，发展至今已经非常成熟，以致后来其他的定时任务框架的核心思想或底层大多源于Quartz。

springboot作为Java的一种开发框架，在springboot项目中实现定时任务不仅可以使用Java提供的原生方式，还可以使用springboot提供的定时任务API，下面，小编把Java原生和springboot所有的实现定时任务的方式做一个整合。

文章提纲：
1、使用线程
2、使用Timer类
3、使用ScheduledExecutorService类
4、使用Quartz
5、使用spring的@Scheduled注解
6、cron表达式

1. 线程实现

利用线程可以设定休眠时间的方式可以实现简单的定时任务逻辑。

    public static void main(String[] args){
        //定时任务间隔时间
        int sleepTime=2*1000;
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true){
                    try {
                        System.out.println("Thread方式执行一次定时任务");
                        //线程休眠规定时间
                        Thread.sleep(sleepTime);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

2. Timer类

Timer类允许调度一个TimerTask任务。使用这种方式可以让你的程序按照某一个频度执行。

    public static void main(String[] args){
        int sleepTime=2*1000;
        TimerTask timerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Timer方式执行一次定时任务");
            }
        };
        new Timer().schedule(timerTask,1,sleepTime);
    }

3. ScheduledExecutorService类

ScheduledExecutorService,是基于线程池设计的定时任务类,每个调度任务都会分配到线程池中的一个线程去执行,也就是说,任务是并发执行,互不影响。
因此，基于ScheduledExecutorService类的定时任务类，归根到底也是基于线程的调度实现的。

    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方式执行一次定时任务");
                    }
                }
        ,1,sleepTime, TimeUnit.SECONDS);
    }

4. 整合Quartz

Quartz是一个完全由Java编写的开源作业调度框架，为在 Java 应用程序中进行作业调度提供了简单却强大的机制,要理解它的使用方式，需要先理解它的几个核心概念：

1. Job: 表示一个工作，要执行的具体内容。此接口中只有一个方法，如下：

void execute(JobExecutionContext context)

1. JobDetail: 表示一个具体的可执行的调度程序，Job 是这个可执行程调度程序所要执行的内容，另外 JobDetail 还包含了这个任务调度的方案和策略。
2. Trigger: 代表一个调度参数的配置，什么时候去调。
3. Scheduler: 代表一个调度容器，一个调度容器中可以注册多个 JobDetail 和Trigger。当 Trigger 与 JobDetail 组合，就可以被 Scheduler 容器调度了。

有了这些概念之后，我们就可以把Quartz整合到我们的springboot项目中了。

1. 引入quartz依赖

<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. 测试

public class QuartzTest extends QuartzJobBean {
    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext){
        System.out.println("quartz执行一次定时任务 ");
    }
}

5. 使用Scheduled注解

@Scheduled是spring为定时任务而生的一个注解，查看注解的源码：

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(Schedules.class)
public @interface Scheduled {
//cron表达式
    String cron() default "";
//接收一个java.util.TimeZone#ID。
    String zone() default "";
//上一次执行完毕时间点之后多长时间再执行
    long fixedDelay() default -1;
//支持占位符形式的字符串类型的fixedDelay
    String fixedDelayString() default "";
//上一次开始执行时间点之后多长时间再执行
    long fixedRate() default -1;
//支持占位符形式的字符串类型的fixedRateString
    String fixedRateString() default "";
//第一次延迟多长时间后再执行    
    long initialDelay() default -1;
//支持占位符形式的字符串类型的initialDelay
    String initialDelayString() default "";
}

可以看出：Scheduled注解中的参数用来设置“定时”动作，通常情况下，比较常用的参数是cron(),这意味着我们需要学会一些cron表达式相关的语法，但由于内容较多，篇幅较长，在这里暂不铺开讲解，我们把cron语法相关放到文章最后，在此先讲解如何用Scheduled注解来实现定时任务。

1. 开启定时任务支持

@SpringBootApplication
/**
 * 开启定时任务支持
 */
@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秒执行一次定时任务
     */
    @Scheduled(cron = "0/15 * * * * ? ")
    public void testCron(){
        logger.info("Scheduled 执行一次定时任务");
    }
}

6. cron表达式

cron表达式是一个字符串其语法为：

[秒] [分] [小时] [日] [月] [周] [年]

其中[年]为非必填项，因此通常cron表达式通常由6或7部分内容组成，内容的取值为数字或者一些cron表达式约定的特殊字符，这些特殊字符称为“通配符”，每一个通配符分别代指一种值。cron表达式可以用这样的表格来表示：

顺序	取值范围	特殊字符串范围
秒	0~60	, - * /
分	0-60	, - * /
时	0-23	, - * /
日	1-31	, - * /
月	1-12 / JAN-DEC	, - * ? / L W
周	1-7 / SUN-SAT	, - * ? / L #
年（可省略）	1970-2099	, - * /

其中通配符的解释以及作用如下：

通配符	代表的值	解释
*	所有值	如：时字段为*，代表每小时都触发
?	不指定值	如：周字段为?，代表表达式不关心是周几
-	区间	如：时字段设置2-5，代表2，3，4，5点钟时都触发
,	多个值	如：时字段设置2,3,5，代表2，3，5点都会触发
/	递增值	如：时字段设置0/2，代表每两个小时触发，时字段设置 2/5，代表从2时开始每隔5小时触发一次
L	最后值	如：日字段设置L，代表本月最后一天
W	最近工作日	如：在日字段设置13W，代表没约13日最近的那个工作日触发一次
#	序号	如：在周字段设置5#2，代表每月的第二个周五

示例：
每2秒执行一次：0/5 ?
每5分钟执行一次：0 0/5 * ?
1分、12分、45分执行一次：0 1,12,45 * ?
每天23点59分59秒执行一次：59 59 23 ?
每月15号凌晨3点执行一次：0 0 3 15 * ?
每月最后一天12点执行一次：0 0 12 L * ?

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