cron表达式、fixedRate和fixedDelay：Spring定时任务@Scheduled你真的懂吗？
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来源： https://segmentfault.com/a/1190000015253688
1.开篇
spring的@Scheduled定时任务相信大家都是十分熟悉。最近在使用过程中发现了一些问题，写篇文章，和大家分享一下。结论在最后，不想看冗长过程的小伙伴可以直接拉到最后看结论。
2.简单使用
@Scheduled的使用方式十分简单，首先在配置文件中启动注解驱动
<task:annotation-driven/>
然后编写任务类，并在任务类中编写定时任务的方法，最后将任务类交于spring管理
@Component
public class testTask {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(testTask.class);
public void doTask() {
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
}
}
接着，使用cron表达式标注任务方法
@Component
public class testTask {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(testTask.class);
@Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
public void doTask() {
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
}
}
关于cron表达式的写法如下（网上copy了一份…）：
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。
按顺序依次为
1 秒（0~59）
2 分钟（0~59）
3 小时（0~23）
4 天（0~31）
5 月（0~11）
6 星期（1~7 1=SUN 或 SUN，MON，TUE，WED，THU，FRI，SAT）
7.年份（1970－2099）
其中每个元素可以是一个值(如6),一个连续区间(9-12),一个间隔时间(8-18/4)(/表示每隔4小时),一个列表(1,3,5),通配符。由于"月份中的日期"和"星期中的日期"这两个元素互斥的,必须要对其中一个设置?.
0 0 10,14,16 * * ? 每天上午10点，下午2点，4点
0 0/30 9-17 * * ? 朝九晚五工作时间内每半小时
0 0 12 ? * WED 表示每个星期三中午12点
"0 0 12 * * ?" 每天中午12点触发
"0 15 10 ? * *" 每天上午10:15触发
"0 15 10 * * ?" 每天上午10:15触发
"0 15 10 * * ? *" 每天上午10:15触发
"0 15 10 * * ? 2005" 2005年的每天上午10:15触发
"0 * 14 * * ?" 在每天下午2点到下午2:59期间的每1分钟触发
"0 0/5 14 * * ?" 在每天下午2点到下午2:55期间的每5分钟触发
"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 0-5 14 * * ?" 在每天下午2点到下午2:05期间的每1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 ? * MON-FRI" 周一至周五的上午10:15触发
"0 15 10 15 * ?" 每月15日上午10:15触发
"0 15 10 L * ?" 每月最后一日的上午10:15触发
"0 15 10 ? * 6L" 每月的最后一个星期五上午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
有些子表达式能包含一些范围或列表
例如：子表达式（天（星期））可以为 “MON-FRI”，“MON，WED，FRI”，“MON-WED,SAT”
“*”字符代表所有可能的值
“/”字符用来指定数值的增量
例如：在子表达式（分钟）里的“0/15”表示从第0分钟开始，每15分钟
在子表达式（分钟）里的“3/20”表示从第3分钟开始，每20分钟（它和“3，23，43”）的含义一样
“？”字符仅被用于天（月）和天（星期）两个子表达式，表示不指定值
当2个子表达式其中之一被指定了值以后，为了避免冲突，需要将另一个子表达式的值设为“？”
“L” 字符仅被用于天（月）和天（星期）两个子表达式，它是单词“last”的缩写
如果在“L”前有具体的内容，它就具有其他的含义了。例如：“6L”表示这个月的倒数第６天
注意：在使用“L”参数时，不要指定列表或范围，因为这会导致问题
W 字符代表着平日(Mon-Fri)，并且仅能用于日域中。它用来指定离指定日的最近的一个平日。大部分的商业处理都是基于工作周的，所以 W 字符可能是非常重要的。
例如，日域中的 15W 意味着 "离该月15号的最近一个平日。" 假如15号是星期六，那么 trigger 会在14号(星期五)触发，因为星期四比星期一离15号更近。
C：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。
字段 允许值 允许的特殊字符
秒 0-59 , - * /
分 0-59 , - * /
小时 0-23 , - * /
日期 1-31 , - * ? / L W C
月份 1-12 或者 JAN-DEC , - * /
星期 1-7 或者 SUN-SAT , - * ? / L C #
年（可选） 留空, 1970-2099 , - * /
接着启动项目，就可以看到定时任务运行了
2018-06-11 15:20:30.009 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:35.009 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:40.008 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:45.009 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:50.232 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:55.007 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
这样一个简单的定时任务就OK啦
3.问题出现啦
如果我的任务在5秒内没有执行完呢？spring会怎么处理呢？
测试，这次我将任务开始结束的信息都打印了出来
测试代码：
@Scheduled(cron = "*/5 * * * * ?")
public void doTask() throws InterruptedException {
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
Thread.sleep(6*1_000);
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
}
结果日志：
2018-06-11 16:02:50.035 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:02:56.496 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:03:00.006 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:03:06.013 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:03:10.115 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:03:17.267 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:03:20.055 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:03:26.164 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
我们可以发现，spring他的处理方式是等待上一个任务执行完成后，再去执行下一个任务，也就是说spring的定时任务 默认 是单线程的，而不会开启另一条线程去执行任务。
眼尖的小伙伴应该发现任务执行的时间还是怪怪的，任务开始到结束的时间间隔确实是6s，但是 下一个任务的开始时间 和 上一个任务的结束时间 之间为什么差了4s呢？这个时间是怎么设定的呢？
这个问题和spring处理cron表达式这种定时任务的机制有关，我们稍后再说，先讲讲@Scheduled注解的另外两个属性： fixedRate和fixedDelay
4.fixedDelay
测试代码：
@Scheduled(fixedDelay = 5*1_000)
public void doTask() throws InterruptedException {
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
Thread.sleep(6*1_000);
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
}
结果日志：
2018-06-11 16:30:56.246 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:03.114 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:31:08.122 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:14.139 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:31:19.149 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:25.261 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:31:30.269 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:36.385 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
我们可以发现，这个结果和上一个使用cro表达式的结果好像啊。但是仔细看我们就会发现，这次所有的时间都是我们配置的：任务开始到结束间隔6s， 上一个任务结束时间 到 下一个任务开始时间 是5秒，这样看来是比较符合我们的设置的。
fixedDelay是设定上一个任务结束后多久执行下一个任务，也就是fixedDelay只关心上一任务的结束时间和下一任务的开始时间。
5.fixedRate
这次我们先将6s的任务执行时间去掉，看看输出什么
测试代码：
@Scheduled(fixedRate = 5*1_000)
public void doTask() throws InterruptedException {
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
// Thread.sleep(6*1_000);
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
}
结果日志：
2018-06-11 16:48:22.039 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:22.060 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:48:27.005 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:27.496 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:48:32.001 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:32.008 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:48:37.016 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:37.024 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
诶？这样看来好像和其他两个没什么区别，都是间隔5s执行方法啊。别急，现在我们把注掉的6s任务执行时间放开，再来看看结果
测试代码：
2018-06-11 16:54:29.613 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:36.113 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:54:36.118 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:42.580 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:54:42.607 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:48.632 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:54:48.639 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:55.188 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
这次我们可以看到，上一个任务结束后，下一个任务立刻开始执行了，结合第一次测试，我们就可以推断，fixedRate设置的 上一个任务的开始时间 到 下一个任务开始时间 的间隔，那我们的推断对不对呢？这次我们把任务执行时间改成2s，测试走起~
测试代码：
@Scheduled(fixedRate = 5*1_000)
public void doTask() throws InterruptedException {
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
Thread.sleep(2*1_000);
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
}
结果日志：
2018-06-11 17:08:37.500 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:39.510 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:08:43.086 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:45.093 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:08:48.025 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:50.083 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:08:53.239 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:55.245 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
结果和我们推断的一致，两个任务的开始时间间隔是5s，当到达任务的开始执行时间，但上一个任务却没有完成时，spring会等待上一个任务执行完，并立即开始执行本次任务。
6.Cron执行机制
上面介绍了cron表达式、fixedRate和fixedDelay三种方式，但还有一个遗留问题，那就是cron的执行机制，为什么使用它时两个任务间隔并不固定呢？其实spring在处理使用cron表达式这种定时任务时，其实依旧关注的是 任务的开始时间 ，但是他和fixedDelay不同的是，他会在配置任务开始时判断任务是否可以执行，如果可以则执行，如果不可以，那么他将不执行此次任务，等待下一次执行。比如下图
AB两个任务配置的执行规则都是每隔5s执行，A任务执行时间是4s，而B任务执行时间是7s。
A任务可以在执行内执行完任务，所以每隔5s他就会正常执行，0s开始，4s时结束，那么在5s的时候他会再次执行，如此反复。
而B任务的执行时间是7s，执行时间超过了任务的间隔时间，就如图中例子，B任务在10s开始，执行时间持续了7s，当15s的时候本来应该是开始执行第二次，但由于第一次任务还未执行完成，所以第二次任务将不会执行，而是到20s要开始执行第三次任务的时候，再次判断，发现上一次B任务已经执行完毕，这时才开始再次执行B任务。
还记得我们刚开始使用cron表达式做了一个执行时间为6s，间隔5s执行的测试任务吗？这次我们改一改，将执行时间改为8s，再次测试。
测试代码：
@Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
public void doTask() throws InterruptedException {
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
Thread.sleep(8*1_000);
logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
}
结果日志：
2018-06-11 17:54:30.014 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:54:38.033 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:54:40.488 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:54:49.617 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:54:50.260 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:54:58.270 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:55:00.845 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:55:08.856 [pool-12-thread-1] INFO service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
对比执行时间为6s的测试结果，可以发现两次任务开始的时间都是在下下一个5s的时候，也就是证实了之前等待的结论。
7.总结
1、fixedRate配置了 上一次任务的开始时间 到 下一次任务的开始时间 的间隔，每次任务都会执行；
2、fixedDelay配置了 上一次任务的结束时间 到 下一次任务的开始时间 的间隔，每次任务都会执行；
3、cron表达式配置了在哪一刻执行任务，会在配置的任务开始时间判断任务是否可以执行，如果能则执行，不能则会跳过本次执行；
4、如果是强调 任务间隔 的定时任务，建议使用fixedRate和fixedDelay，如果是强调任务在某时某分某刻执行的定时任务，建议使用cron表达式。
如有错误，欢迎留言指正，谢谢大家！
END
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