Spring任务调度

任务调度是大多数应用系统的常见需求之一，拿论坛来说：每个半个小时生成精华文章的RSS文件，每天凌晨统计论坛用户的积分排名，每隔30分钟执行对锁定过期的用户进行解锁。以上都是以时间为关注点的调度，事实上我们在实际中还会使用资源上的调度，如线程的使用。spring提供了Quartz，Timer，Executor的支持，使得使用时更加简化。

一、Quartz

1.Quartz提供了强大的任务调度机制，提出了调度器、任务、触发器这三个核心概念。

Job： 是一个接口，只有一个执行方法，开发者想要完成什么任务，可以自己实现。

JobDetail： 描述Job实现类及其他静态信息，Quartz每次执行job时，都是创建一个job实例。

Trigger： 其来触发Job执行的时间触发规则，主要有SimpleTrigger和CronTrigger两个子类。

Scheduler： Quartz运行的一个独立容器。Trigger和JobDetail可以注册进来，其允许外部通过接口方法来访问它们。 通过SchedulerFactory创建一个Scheduler实例，其拥有一个SchedulerContext，保存上下文信息。

任务的信息保存在JobDataMap实例中，Job有个StatefulJob子接口，对于该有状态的任务，任务对JobDataMap的更改会保存下来影响后续的执行，因此不能并发执行。而无状态的job可以并发执行。如图所示：

默认情况下，Quartz的运行信息是保存在内存中的，因为内存中的数据访问最快。如果需要持久化任务调度信息，Quartz允许用户通过调整其属性文件，将信息保存到数据库中。

2.spring中的Quartz

spring为创建Quartz中的Scheduler、Trigger和JobDetail提供了变量的FactoryBean类，首先看实例配置：

<bean id="myService" class="org.slob.service.MyService"></bean>

    <bean id="quartzTask" class="org.springframework.scheduling.quartz.MethodInvokingJobDetailFactoryBean">
        <property name="targetObject">
            <ref bean="myService" />
        </property>
        <property name="targetMethod">
            <value>quartzJob</value>
        </property>
    </bean>

    <bean id="quartzTaskTrigger" class="org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerBean">
        <property name="jobDetail">
            <ref bean="quartzTask" />
        </property>
        <property name="cronExpression">
            <value>${cron.expression}</value>
        </property>
    </bean>

    <bean id="startQuertz" lazy-init="false" autowire="no" class="org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean">
        <property name="triggers">
            <list>
                <ref bean="quartzTaskTrigger" />
            </list>
        </property>
    </bean>
    

在实例中我们周期执行的是myService中的quartzJob方法，执行的周期由${cron.expression}来指定。在此trigger为CronTriggerBean，然后开启调度器startQuartz。

下面介绍cron expression的格式：

一个cron表达式有至少6个（也可能7个）有空格分隔的时间元素，从左到右为：

0-59     0-59        0-23    1-31     1-12(*)     1-7(*)   1970-2099

每个元素都显示规定一个值，一个区间 " - " ，一个列表或通配符；一个问号表示不想设置该字段(在星期和日期中使用)，“/"字符用于指定增量，如如：“0/15”在秒域意思是每分钟的0，15，30和45秒。其中"L" 在月字段表示该月的最后一天，在周字段表示SAT或7,；"W"只会在日期中出现表示工作日；"#" 只会在星期字段中出现，用于指定本月的某某天，如“6#3”表示本月第三周的星期五（6表示星期五，3表示第三周）；"C "在日期和星期字段中出现，这个表达式的值依赖于相关的“日历”的计算结果，如果没有“日历”关联，则等价于所有包含的“日历”。如：日期域是“5C”表示关联“日历”中第一天，或者这个月开始的第一天的后5天。星期域是“1C”表示关联“日历”中第一天，或者星期的第一天的后1天，也就是周日的后一天（周一）。

如表达式：

“10 */1 * * * ?”意为：从10秒开始，每1分钟执行一次

"0 0/5 14,18 * * ?" 在每天下午2点到2:55期间和下午6点到6:55期间的每5分钟触发

"0 10,44 14 ? 3 WED" 每年三月的星期三的下午2:10和2:44触发

"0 15 10 L * ?" 每月最后一日的上午10:15触发

"0 15 10 ? * 6L 2002-2005" 2002年至2005年的每月的最后一个星期五上午10:15触发

"0 15 10 ? * 6#3" 每月的第三个星期五上午10:15触发

二、Java Timer

1.Java通过java.util.Timer和java.util.TimerTask这两个类提供了简单的任务调度功能，允许按照固定频率重复执行某项任务，其只适合对执行时间非常短的任务进行调度，因为TimerTask都在同一背景线程中执行，长时间的任务会严重影响Timer的调度工作。因为如果一个TimerTask的执行占用了过多的时间，后面的任务就会受到影响，在调度时间轴上受到了“挤压”，可能会造成“扎堆”执行的情况。

TimerTask实现了Runnable接口， 我们自己在run()方法中定义任务逻辑，Timer负责制定规则并调度TimerTask。

2.spring中的Timer

spring提供了JDK Timer支持，更加方便使用timer，实力配置如下：

<bean id="myService" class="org.slob.service.MyService"/>

    <bean id="timerTask" class="org.springframework.scheduling.timer.MethodInvokingTimerTaskFactoryBean">
        <property name="targetObject">
            <ref bean="myService"/>
        </property>
        <property name="targetMethod">
            <value>timerJob</value>
        </property>
    </bean>
    <bean id="scheduleTask" class="org.springframework.scheduling.timer.ScheduledTimerTask">   
        <property name="timerTask" ref="timerTask" />   
        <property name="delay">
            <value>300000</value>
        </property>
        <property name="period">   
            <value>86400000</value>   
        </property>   
    </bean>  
    <bean class="org.springframework.scheduling.timer.TimerFactoryBean">   
        <property name="scheduledTimerTasks">   
               <list>
                   <ref bean="scheduleTask"/>
               </list>   
        </property>  
    </bean>

该配置在延迟5分钟后，每个24小时执行一次myService中的timerJob方法，如果更加细致的调度，则timer显得力不从心！

三、Jdk Executor

1. JDK5.0中的java.util.concurrent包，提供了功能强大、更高层次的线程构造器。执行器Executor是并发工具包中的一个重要的类，它对Runnable实例的执行进行了抽象，实现者可以提供具体的实现：如简单的以一个线程来运行Runnable，或者通过一个线程池为Runnable提供共享线程。其将“任务提交”和“任务执行”两者分离解耦。

Executor只有一个方法：void execute(Runnable command)，接收实现了Runnable的实例，代表了一个待执行的任务。Executor接口还有两个子接口：ExecutorService和SchedulerExecutorService，前者添加了结束任务的管理方法，后者可以对任务进行调度。

JDK ThreadPoolExecutor类实现了Executor和ExecutorService接口，其使用线程池对任务进行调度。 创建线程的开销较大，因此最好能重用同一个线程，动态创建线程池中的线程，防止资源消耗引发的系统性能问题。ThreadPoolExecutor的子类ScheduledThreadPoolExecutor实现ScheduledExecutorService接口，添加了对人物的调度功能。

java.util.concurrent中提供了一个综合性的工厂类Executors，它拥有很多静态工厂方法：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：创建一个线程池，重复使用一个固定的线程运行一个共享的无界队列。

public static ExecutorService  newCachedThreadPool()：线程池是动态的，不够用时创建新的线程，长时间不用的线程将被回收。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize,ThreadFactory threadFactory)：创建一个线程池，可在指定延迟后运行或者定期地执行。

2.spring与executor

spring的发现包中预定义了一些TaskExecutor实现。org.springframework.core.task.TaskExecutor接口的实现类很多，且有一个子接口SchedulingTaskExecutor。

SyncTaskExecutor：该实现不会异步执行任务，每次调用都在发起调用的主线程中。

下面是SchedulingTaskExecutor的实现类：

SimpleAsynTaskExecutor：这个实现没有实现使用线程池，在每次执行任务时都创建一个新线程，支持对并发总数设限

ConcurrentTaskExecutor：该类是JDK Executor的适配器，以便将JDK Executor当成spring的TaskExecutor使用

SimpleThreadPoolTaskExecutor：其是SimpleThreadPool的子类，监听spring的生命周期回调，当用户有线程池，需要Quartz和非Quartz组件中共用时，其发挥作用。

ThreadPoolTaskExecutor：其只可在JDK 5.0中使用，方便spring中配置一个ThreadPoolExecutor，并把它包装成TaskExecutor

TimerTaskExecutor：该类使用一个Timer作为其后台的实现。