SpringBoot定时任务(schedule、quartz)

Scheduled

　　只适合处理简单的计划任务，不能处理分布式计划任务。优势：是spring框架提供的计划任务，开发简单，执行效率比较高。且在计划任务数量太多的时候，可能出现阻塞，崩溃，延迟启动等问题。
　　Scheduled定时任务是spring3.0版本之后自带的一个定时任务。其所属Spring的资源包为：spring-context-support。所以需要使用Scheduled定时任务机制时，需要在工程中依赖对应资源，具体如下：

<!-- scheduled所属资源为spring-context-support -->
<dependency>
　　<groupId>org.springframework</groupId>
　　<artifactId>spring-context-support</artifactId>
</dependency>

　　如果在spring应用中需要启用Scheduled定时任务，则需要在启动类上增加注解@EnableScheduling，代表启用Scheduled定时任务机制。具体如下：

@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class AppStarter {

　　public static void main(String[] args) {
　　　　SpringApplication.run(AppStarter.class, args);
　　}
}

　　Scheduled定时任务的核心在于注解@Scheduled，这个注解的核心属性是cron，代表定时任务的触发计划表达式。这个表达式的格式为：

@Scheduled(cron="seconds minutes hours day month week")

　　或

@Scheduled(cron="seconds minutes hours day month week year")

　　推荐使用第一种表达式形式，因为在很多其他技术中都有不同的定时任务机制，其中用于设置触发计划的表达式都是第一种cron表达式。第二种表达式不能说是Spring Scheduled特有的，也是只有少数技术支持的。

　　cron表达式中，每个位置的约束如下：

星号(*)：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如，*在分钟字段时，表示“每分钟”；
问号（?）：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于占位符；
减号(-)：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从10到12点，即10,11,12；
逗号(,)：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；
斜杠(/)：x/y表达一个等步长序列，x为起始值，y为增量步长值。如在秒数字段中使用0/15，则表示为0,15,30和45秒，而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50，你也可以使用*/y，它等同于0/y；

　　L：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中，表示这个月份的最后一天，如一月的31号，非闰年二月的28号；如果L用在星期中，则表示星期六，等同于7。但是，如果L出现在星期字段里，而且在前面有一个数值X，则表示“这个月的最后X天”，例如，6L表示该月的最后星期五；

　　W：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日，如果该月15号是星期六，则匹配14号星期五；如果15日是星期日，则匹配16号星期一；如果15号是星期二，那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月，如你指定1W，如果1号是星期六，结果匹配的是3号星期一，而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；

　　LW组合：在日期字段可以组合使用LW，它的意思是当月的最后一个工作日；

　　井号(#)：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五，#3表示当前的第三个)，而4#5表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；

　　C：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。

　　Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。

　　计划任务Scheduled是通过一个线程池实现的。是一个多线程的调度。SpringBoot会初始化一个线程池，线程池默认大小为1，专门用于执行计划任务。每个计划任务启动的时候，都从线程池中获取一个线程执行，如果发生异常，只是执行当前任务的线程发生异常，而不是计划任务调度线程发生异常。如果当前定时任务还未执行完成，当相同的定时任务又进入到执行周期时，不会触发新的定时任务。如：

@Scheduled(cron="* * * * * ?")
public void test1(){
    Random r = new Random();
    /*int i = r.nextInt(100);
    if(i % 3 == 0){
        throw new RuntimeException("error");
    }*/
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " cron=* * * * * ? --- " + new Date());
    try{
        Thread.sleep(2000);
    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

　　如结果所示(每次的线程名称一致，由于前一个定时任务未执行完成，因此造成后一个任务的推迟，而不是1秒执行一次，而是3秒)：

pool-1-thread-1 cron=* * * * * ? --- Thu Sep 19 02:23:20 CST 2019
pool-1-thread-1 cron=* * * * * ? --- Thu Sep 19 02:23:23 CST 2019
pool-1-thread-1 cron=* * * * * ? --- Thu Sep 19 02:23:26 CST 2019
pool-1-thread-1 cron=* * * * * ? --- Thu Sep 19 02:23:29 CST 2019

quartz

　　Quartz是OpenSymphony开源组织在Job scheduling领域又一个开源项目，它可以与J2EE与J2SE应用程序相结合也可以单独使用。Quartz可以用来创建简单或为运行十个，百个，甚至是好几万个Jobs这样复杂的程序。

　　Quartz是一个完全由java编写的开源作业调度框架。不要让作业调度这个术语吓着你。尽管Quartz框架整合了许多额外功能， 但就其简易形式看，你会发现它易用得简直让人受不了！
在开发Quartz相关应用时，只要定义了Job（任务），Trigger（触发器）和Scheduler（调度器），即可实现一个定时调度能力。其中Scheduler是Quartz中的核心，Scheduler负责管理Quartz应用运行时环境，Scheduler不是靠自己完成所有的工作，是根据Trigger的触发标准，调用Job中的任务执行逻辑，来完成完整的定时任务调度。
　　Job - 定时任务内容是什么。
　　Trigger - 在什么时间上执行job。
　　Scheduler - 维护定时任务环境，并让触发器生效。
　　在SpringBoot中应用Quartz，需要依赖下述资源：

<dependencies>
        <!-- scheduled所属资源为spring-context-support，在Spring中对Quartz的支持，是集成在spring-context-support包中。
            org.springframework.scheduling.quartz
         -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context-support</artifactId>
        </dependency>
        <!-- Quartz坐标 -->
        <dependency>
            <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
            <artifactId>quartz</artifactId>
            <version>2.2.1</version>
            <!-- Quartz默认需要slf4j支持。springboot中，提供了更高版本的slf4j -->
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <!-- Spring tx 坐标，quartz可以提供分布式定时任务环境。多个分布点上的Quartz任务，是通过数据库实现任务信息传递的。
            通过数据库中的数据，保证一个时间点上，只有一个分布环境执行定时任务。
         -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-tx</artifactId>
        </dependency>
</dependencies>

　　启动器添加注解@EnableScheduling：

/**
 * @EnableScheduling 必要
 * 开启定时任务机制。
 */
@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class AppStarter {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(AppStarter.class, args);
    }
}

　　定义JOB任务以及JOB任务调用的模拟业务对象：

 public class SpringBootQuartzJobDemo implements Job {

     // 用于模拟任务中的业务对象。 也可能是数据访问对象，或其他类型的对象。
     @Autowired
     private CommonsUtil4Quartz commonsUtil4Quartz;

     @Override
     public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
         System.out.println("SpringBootQuartzJobDemo : " + new Date());
         this.commonsUtil4Quartz.testMethod();
     }

 }

@Component
public class CommonsUtil4Quartz {

    public void testMethod(){
        System.out.println("CommonsUtil4Quartz testMethod run...");
    }
}

　　创建Trigger以及JobDetail对象，并用Schedule配置定时任务：

/**
 * 初始化类
 * Quartz环境初始化。
 *
 */
@Configuration
public class QuartzConfiguration {

    /**
     * 创建Job对象。在Spring环境中，创建一个类型的对象的时候，很多情况下，都是通过FactoryBean来间接创建的。
     * 如果有多个Job对象，定义多次方法。
     *
     * 在JobDetailFactoryBean类型中，用于创建JobDetail对象的方法，其底层使用的逻辑是：Class.newInstance()
     * 也就是说，JobDetail对象不是通过Spring容器管理的。
     * 因为Spring容器不管理JobDetail对象，那么Job中需要自动装配的属性，就无法实现自动状态。如上JOB的第10行会报空指针异常。
     *
     * 解决方案是： 将JobDetail加入到Spring容器中，让Spring容器管理JobDetail对象。
     * 需要重写Factory相关代码。实现Spring容器管理JobDetail。
     * @return
     */
    @Bean
    public JobDetailFactoryBean initJobDetailFactoryBean(){
        JobDetailFactoryBean factoryBean =
                new JobDetailFactoryBean();
        // 提供job类型。
        factoryBean.setJobClass(SpringBootQuartzJobDemo.class);

        return factoryBean;
    }

    /**
     * 管理Trigger对象
     * CronTrigger - 就是Trigger的一个实现类型。 其中用于定义周期时间的是CronSchedulerBuilder
     * 实际上，CronTrigger是用于管理一个Cron表达式的类型。
     * @param jobDetailFactoryBean - 上一个方法初始化的JobDetailFactoryBean
     * @return
     */
    @Bean(name="cronTriggerFactoryBean1")
    public CronTriggerFactoryBean initCronTriggerFactoryBean(
            ){
        CronTriggerFactoryBean factoryBean =
                new CronTriggerFactoryBean();

        JobDetailFactoryBean jobDetailFactoryBean = this.initJobDetailFactoryBean();

        factoryBean.setJobDetail(jobDetailFactoryBean.getObject());

        factoryBean.setCronExpression("0/3 * * * * ?");

        return factoryBean;
    }

    /**
     * 初始化Scheduler
     * @param cronTriggerFactoryBean - 上一个方法初始化的CronTriggerFactoryBean
     * @return
     */
    @Bean
    public SchedulerFactoryBean initSchedulerFactoryBean(
            CustomJobFactory customJobFactory,
            CronTriggerFactoryBean[] cronTriggerFactoryBean){
        SchedulerFactoryBean factoryBean =
                new SchedulerFactoryBean();
        CronTrigger[] triggers = new CronTrigger[cronTriggerFactoryBean.length];
        for(int i = 0; i < cronTriggerFactoryBean.length; i++){
            triggers[i] = cronTriggerFactoryBean[i].getObject();
        }
        // 注册触发器，一个Scheduler可以注册若干触发器。
        factoryBean.setTriggers(triggers);
        // 为Scheduler设置JobDetail的工厂。可以覆盖掉SpringBoot提供的默认工厂，保证JobDetail中的自动装配有效。
        factoryBean.setJobFactory(customJobFactory);

        return factoryBean;
    }

}

　　重写JobFactory：

/**
 * 重写的工厂对象。
 */
@Component
public class CustomJobFactory extends AdaptableJobFactory {

    /**
     * AutowireCapableBeanFactory : 简单理解为Spring容器，是Spring容器Context的一个Bean对象管理工程。
     * 可以实现自动装配逻辑，和对象创建逻辑。
     * 是SpringIoC容器的一个重要组成部件。
     */
    @Autowired
    private AutowireCapableBeanFactory autowireCapableBeanFactory;

    @Override
    protected Object createJobInstance(TriggerFiredBundle bundle) throws Exception {
        // 通过父类型中的方法，创建JobDetail对象。
        Object obj = super.createJobInstance(bundle);
        // 将JobDetail对象加入到Spring容器中，让Spring容器管理，并实现自动装配逻辑。
        this.autowireCapableBeanFactory.autowireBean(obj);

        return obj;
    }

}

分布式quartz配置

　　1、资源依赖配置：由于分布式的原因，Quartz中提供分布式处理的jar包以及数据库及连接相关的依赖。

<dependencies>
        <!-- scheduled所属资源为spring-context-support -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context-support</artifactId>
        </dependency>
        <!-- Quartz坐标 -->
        <dependency>
            <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
            <artifactId>quartz</artifactId>
            <version>2.2.1</version>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <!-- 是Quartz中提供分布式处理的jar包。 -->
        <dependency>
            <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
            <artifactId>quartz-jobs</artifactId>
            <version>2.2.1</version>
        </dependency>
        <!-- Sprng tx 坐标 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-tx</artifactId>
        </dependency>
        <!-- web启动器 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!--jdbc -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
        </dependency>
        <!--mysql -->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <!-- druid数据库连接池 -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
            <version>1.0.9</version>
        </dependency>
</dependencies>

　　2、提供数据库相关配置：

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/quartz?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.datasource.initialSize=5
spring.datasource.minIdle=5
spring.datasource.maxActive=20
spring.datasource.maxWait=600000
spring.datasource.timeBetweenEvictionRunsMillis=600000
spring.datasource.minEvictableIdleTimeMillis=300000
spring.datasource.validationQuery=SELECT 1
spring.datasource.testWhileIdle=true
spring.datasource.testOnBorrow=false
spring.datasource.testOnReturn=false

server.port=8080

　　3、提供Quartz配置信息，为Quartz提供数据库配置信息，如数据库，表格的前缀之类的。

# 是否使用properties作为数据存储
org.quartz.jobStore.useProperties=false
# 数据库中的表格命名前缀
org.quartz.jobStore.tablePrefix = QRTZ_
# 是否是一个集群，是不是分布式的任务
org.quartz.jobStore.isClustered = true
# 集群检查周期，单位毫秒。可以自定义缩短时间。 当某一个节点宕机的时候，其他节点等待多久后开始执行任务。
org.quartz.jobStore.clusterCheckinInterval = 5000
# 单位毫秒， 集群中的节点退出后，再次检查进入的时间间隔。
org.quartz.jobStore.misfireThreshold = 60000
# 事务隔离级别
org.quartz.jobStore.txIsolationLevelReadCommitted = true
# 存储的事务管理类型
org.quartz.jobStore.class = org.quartz.impl.jdbcjobstore.JobStoreTX
# 使用的Delegate类型
org.quartz.jobStore.driverDelegateClass = org.quartz.impl.jdbcjobstore.StdJDBCDelegate
# 集群的命名，一个集群要有相同的命名。
org.quartz.scheduler.instanceName = ClusterQuartz
# 节点的命名，可以自定义。 AUTO代表自动生成。
org.quartz.scheduler.instanceId= AUTO
# rmi远程协议是否发布
org.quartz.scheduler.rmi.export = false
# rmi远程协议代理是否创建
org.quartz.scheduler.rmi.proxy = false
# 是否使用用户控制的事务环境触发执行job。
org.quartz.scheduler.wrapJobExecutionInUserTransaction = false

　　4、初始化数据库

　　建表语句可以自己在官方网站中查找（Quartz-lib中），使用tables-mysql.sql建表。

　　5、定义JOB类

　　启动器和普通quartz无差异，但是JOB自身定义有些许差异：

/**
 * 使用Spring提供的Quartz相关Job类型实现Job的定义。
 * 父类型QuartzJobBean中，提供了分布式环境中任务的配置定义。
 * 保证分布式环境中的任务是有效的。
 */
@PersistJobDataAfterExecution // 当job执行结束，持久化job信息到数据库
@DisallowConcurrentExecution // 保证job的唯一性（单例）
public class SpringBootQuartzJobDemo extends QuartzJobBean {

    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println("SpringBootQuartzJobDemo : " + new Date());
    }
}

　　　6、QuartzConfiguration类型定义

@Configuration
public class QuartzConfiguration {

    @Autowired
    private DataSource dataSource;
    /**
     * 创建调度器， 可以省略的。
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Bean
    public Scheduler scheduler() throws Exception {
        Scheduler scheduler = schedulerFactoryBean().getScheduler();
        scheduler.start();
        return scheduler;
    }

    /**
     * 创建调度器工厂bean对象。
     * @return
     * @throws IOException
     */
    @Bean
    public SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean() throws IOException {
        SchedulerFactoryBean factory = new SchedulerFactoryBean();

        factory.setSchedulerName("Cluster_Scheduler");
        factory.setDataSource(dataSource);
        factory.setApplicationContextSchedulerContextKey("applicationContext");
        // 设置调度器中的线程池。
        factory.setTaskExecutor(schedulerThreadPool());
        // 设置触发器
        factory.setTriggers(trigger().getObject());
        // 设置quartz的配置信息
        factory.setQuartzProperties(quartzProperties());
        return factory;
    }

    /**
     * 读取quartz.properties配置文件的方法。
     * @return
     * @throws IOException
     */
    @Bean
    public Properties quartzProperties() throws IOException {
        PropertiesFactoryBean propertiesFactoryBean = new PropertiesFactoryBean();
        propertiesFactoryBean.setLocation(new ClassPathResource("/quartz.properties"));

        // 在quartz.properties中的属性被读取并注入后再初始化对象
        propertiesFactoryBean.afterPropertiesSet();
        return propertiesFactoryBean.getObject();
    }

    /**
     * 创建Job对象的方法。
     * @return
     */
    @Bean
    public JobDetailFactoryBean job() {
        JobDetailFactoryBean jobDetailFactoryBean = new JobDetailFactoryBean();

        jobDetailFactoryBean.setJobClass(SpringBootQuartzJobDemo.class);
        // 是否持久化job内容
        jobDetailFactoryBean.setDurability(true);
        // 设置是否多次请求尝试任务。
        jobDetailFactoryBean.setRequestsRecovery(true);

        return jobDetailFactoryBean;
    }

    /**
     * 创建trigger factory bean对象。
     * @return
     */
    @Bean
    public CronTriggerFactoryBean trigger() {
        CronTriggerFactoryBean cronTriggerFactoryBean = new CronTriggerFactoryBean();

        cronTriggerFactoryBean.setJobDetail(job().getObject());
        cronTriggerFactoryBean.setCronExpression("0/2 * * * * ?");

        return cronTriggerFactoryBean;
    }

    /**
     * 创建一个调度器的线程池。
     * @return
     */
    @Bean
    public Executor schedulerThreadPool() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();

        executor.setCorePoolSize(15);
        executor.setMaxPoolSize(25);
        executor.setQueueCapacity(100);

        return executor;
    }
}

　　若JOB任务有定义调用业务等内容，也需要重写JobFactory，如上述常规quartz，此处不再赘述。