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Spring 集成任务调度功能

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作者 | 静默虚空

https://github.com/dunwu/spring-tutorial

概述

如果想在Spring中使用任务调度功能，除了集成调度框架Quartz这种方式，也可以使用Spring自己的调度任务框架。

使用Spring的调度框架，优点是：支持注解 @Scheduler ，可以省去大量的配置。

实时触发调度任务

TaskScheduler接口

Spring3引入了 TaskScheduler 接口，这个接口定义了调度任务的抽象方法。

TaskScheduler接口的声明：

public interface TaskScheduler {

    ScheduledFuture schedule(Runnable task, Trigger trigger);

    ScheduledFuture schedule(Runnable task, Date startTime);

    ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, Date startTime, long period);

    ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, long period);

    ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Date startTime, long delay);

    ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, long delay);

}

从以上方法可以看出TaskScheduler有两类重要参数：

一个是要调度的方法，即一个实现了Runnable接口的线程类的run()方法；
另一个就是触发条件。

TaskScheduler接口的实现类

它有三个实现类： DefaultManagedTaskScheduler 、 ThreadPoolTaskScheduler 、 TimerManagerTaskScheduler 。

DefaultManagedTaskScheduler ：基于JNDI的调度器。
TimerManagerTaskScheduler ：托管 commonj.timers.TimerManager 实例的调度器
ThreadPoolTaskScheduler ：提供线程池管理的调度器，它也实现了 TaskExecutor 接口，从而使的单一的实例可以尽可能快地异步执行。

Trigger接口

Trigger接口抽象了触发条件的方法。

Trigger接口的声明：

public interface Trigger {
    Date nextExecutionTime(TriggerContext triggerContext);
}

Trigger接口的实现类

CronTrigger ：实现了cron规则的触发器类（和Quartz的cron规则相同）。

PeriodicTrigger ：实现了一个周期性规则的触发器类（例如：定义触发起始时间、间隔时间等）。

完整范例

实现一个调度任务的功能有以下几个关键点：

(1) 定义调度器

在spring-bean.xml中进行配置

使用 task:scheduler 标签定义一个大小为10的线程池调度器，spring会实例化一个 ThreadPoolTaskScheduler 。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
       xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
       http://www.springframework.org/schema/mvc
       http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-3.1.xsd
       http://www.springframework.org/schema/task
       http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-3.1.xsd">
  <mvc:annotation-driven/>
  <task:scheduler id="myScheduler" pool-size="10"/>
</beans>

注：不要忘记引入xsd：

http://www.springframework.org/schema/task
http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-3.1.xsd

(2) 定义调度任务

定义实现 Runnable 接口的线程类。

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

public class DemoTask implements Runnable {
    final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Override
    public void run() {
        logger.info("call DemoTask.run");
    }
}

(3) 装配调度器，并执行调度任务

在一个 Controller 类中用 @Autowired 注解装配 TaskScheduler 。

然后调动TaskScheduler对象的schedule方法启动调度器，就可以执行调度任务了。

@Controller
@RequestMapping("/scheduler")
public class SchedulerController { 
    @Autowired
    TaskScheduler scheduler;

    @RequestMapping(value = "/start", method = RequestMethod.POST)
    public void start() {
        scheduler.schedule(new DemoTask(), new CronTrigger("0/5 * * * * *"));
    }
}

访问/scheduler/start接口，启动调度器，可以看到如下日志内容：

13:53:15.010 myScheduler-1 o.zp.notes.spring.scheduler.DemoTask.run - call DemoTask.run
13:53:20.003 myScheduler-1 o.zp.notes.spring.scheduler.DemoTask.run - call DemoTask.run
13:53:25.004 myScheduler-2 o.zp.notes.spring.scheduler.DemoTask.run - call DemoTask.run
13:53:30.005 myScheduler-1 o.zp.notes.spring.scheduler.DemoTask.run - call DemoTask.run

@Scheduler的使用方法

Spring的调度器一个很大的亮点在于 @Scheduler 注解，这可以省去很多繁琐的配置。

启动注解

使用@Scheduler注解先要使用 <task:annotation-driven> 启动注解开关。

例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc" 
       xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
       http://www.springframework.org/schema/mvc
       http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-3.1.xsd
       http://www.springframework.org/schema/task
       http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-3.1.xsd">
  <mvc:annotation-driven/>
  <task:annotation-driven executor="myExecutor" scheduler="myScheduler"/>
  <task:executor id="myExecutor" pool-size="5"/>
  <task:scheduler id="myScheduler" pool-size="10"/>
</beans>

@Scheduler定义触发条件

例：使用 fixedDelay 指定触发条件为每5000毫秒执行一次。注意：必须在上一次调度成功后的5000秒才能执行。

@Scheduled(fixedDelay=5000)
public void doSomething() {
    // something that should execute periodically
}

例：使用 fixedRate 指定触发条件为每5000毫秒执行一次。注意：无论上一次调度是否成功，5000秒后必然执行。

@Scheduled(fixedRate=5000)
public void doSomething() {
    // something that should execute periodically
}

例：使用 initialDelay 指定方法在初始化1000毫秒后才开始调度。

@Scheduled(initialDelay=1000, fixedRate=5000)
public void doSomething() {
    // something that should execute periodically
}

例：使用 cron 表达式指定触发条件为每5000毫秒执行一次。cron规则和Quartz中的cron规则一致。

@Scheduled(cron="*/5 * * * * MON-FRI")
public void doSomething() {
    // something that should execute on weekdays only
}

完整范例

(1) 启动注解开关，并定义调度器和执行器

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 

       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc" 
       xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
       http://www.springframework.org/schema/mvc
       http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-3.1.xsd
       http://www.springframework.org/schema/task
       http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-3.1.xsd">

  <mvc:annotation-driven/>
  <task:annotation-driven executor="myExecutor" scheduler="myScheduler"/>
  <task:executor id="myExecutor" pool-size="5"/>
  <task:scheduler id="myScheduler" pool-size="10"/>
</beans>

(2) 使用@Scheduler注解来修饰一个要调度的方法

下面的例子展示了@Scheduler注解定义触发条件的不同方式。

/**
 * @description 使用@Scheduler注解调度任务范例
 * @author Vicotr Zhang
 * @date 2016年8月31日
 */
@Component
public class ScheduledMgr {
    private final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    /**
     * 构造函数中打印初始化时间
     */
    public ScheduledMgr() {
        logger.info("Current time: {}", dateFormat.format(new Date()));
    }

    /**
     * fixedDelay属性定义调度间隔时间。调度需要等待上一次调度执行完成。
     */
    @Scheduled(fixedDelay = 5000)
    public void testFixedDelay() throws Exception {
        Thread.sleep(6000);
        logger.info("Current time: {}", dateFormat.format(new Date()));
    }

    /**
     * fixedRate属性定义调度间隔时间。调度不等待上一次调度执行完成。
     */
    @Scheduled(fixedRate = 5000)
    public void testFixedRate() throws Exception {
        Thread.sleep(6000);
        logger.info("Current time: {}", dateFormat.format(new Date()));
    }

    /**
     * initialDelay属性定义初始化后的启动延迟时间
     */
    @Scheduled(initialDelay = 1000, fixedRate = 5000)
    public void testInitialDelay() throws Exception {
        Thread.sleep(6000);
        logger.info("Current time: {}", dateFormat.format(new Date()));
    }

    /**
     * cron属性支持使用cron表达式定义触发条件
     */
    @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
    public void testCron() throws Exception {
        Thread.sleep(6000);
        logger.info("Current time: {}", dateFormat.format(new Date()));
    }
}

我刻意设置触发方式的间隔都是5s，且方法中均有Thread.sleep(6000);语句。从而确保方法在下一次调度触发时间点前无法完成执行，来看一看各种方式的表现吧。

启动spring项目后，spring会扫描 @Component 注解，然后初始化ScheduledMgr。

接着，spring会扫描 @Scheduler 注解，初始化调度器。调度器在触发条件匹配的情况下开始工作，输出日志。

截取部分打印日志来进行分析。

10:58:46.479 localhost-startStop-1 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.<init> - Current time: 2016-08-31 10:58:46
10:58:52.523 myScheduler-1 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testFixedRate - Current time: 2016-08-31 10:58:52
10:58:52.523 myScheduler-3 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testFixedDelay - Current time: 2016-08-31 10:58:52
10:58:53.524 myScheduler-2 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testInitialDelay - Current time: 2016-08-31 10:58:53
10:58:55.993 myScheduler-4 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testCron - Current time: 2016-08-31 10:58:55
10:58:58.507 myScheduler-1 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testFixedRate - Current time: 2016-08-31 10:58:58
10:58:59.525 myScheduler-5 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testInitialDelay - Current time: 2016-08-31 10:58:59
10:59:03.536 myScheduler-3 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testFixedDelay - Current time: 2016-08-31 10:59:03
10:59:04.527 myScheduler-1 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testFixedRate - Current time: 2016-08-31 10:59:04
10:59:05.527 myScheduler-4 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testInitialDelay - Current time: 2016-08-31 10:59:05
10:59:06.032 myScheduler-2 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testCron - Current time: 2016-08-31 10:59:06
10:59:10.534 myScheduler-9 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testFixedRate - Current time: 2016-08-31 10:59:10
10:59:11.527 myScheduler-10 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testInitialDelay - Current time: 2016-08-31 10:59:11
10:59:14.524 myScheduler-4 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testFixedDelay - Current time: 2016-08-31 10:59:14
10:59:15.987 myScheduler-6 o.z.n.s.scheduler.ScheduledTasks.testCron - Current time: 2016-08-31 10:59:15