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定时执行特定的任务,是后端开发必须掌握的技能,比如定时订单取消、定时通知(提醒)等场景经常会用得到,那今天一起来看看,Java实现定时任务,有那些可行的方式,以便于你下次遇到,能够选择一个更加合适的方案。
自从 JDK1.5 之后,提供了 ScheduledExecutorService 代替 TimerTask 来执行定时任务,提供了不错的可靠性。
代码如下(示例):
public class SomeScheduledExecutorService {
public static void main(String[] args) {
// 创建任务队列,共 10 个线程
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService =
Executors.newScheduledThreadPool(10);
// 执行任务: 1秒 后开始执行,每 30秒 执行一次
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
System.out.println("执行任务:" + new Date());
}, 10, 30, TimeUnit.SECONDS);
}
}
Spring Framework 自带定时任务,提供了 cron 表达式来实现丰富定时任务配置。新手推荐使用 https://cron.qqe2.com/ 这个网站来匹配你的 cron 表达式。
代码如下(示例):
@Configuration
@EnableScheduling
public class SomeJob {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SomeJob.class);
/**
* 每分钟执行一次(例:18:01:00,18:02:00)
* 秒 分钟 小时 日 月 星期 年
*/
@Scheduled(cron = "0 0/1 * * * ? *")
public void someTask() {
//...
}
}
相较于之前两种方式,这种基于 Redis 的实现可以通过多点来增加定时任务,多点消费。但是要做好防范重复消费的准备。
通过 ZSet 的方式:将定时任务存放到 ZSet 集合中,并且将过期时间存储到 ZSet 的 Score 字段中,然后通过一个循环来判断当前时间内是否有需要执行的定时任务,如果有则进行执行。
/** * Description: 基于Redis的ZSet的定时任务 . */ @Configuration @EnableScheduling public class RedisJob { public static final String JOB_KEY = "redis.job.task"; private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RedisJob.class); @Autowired private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; /** * 添加任务. * * @param task */ public void addTask(String task, Instant instant) { stringRedisTemplate.opsForZSet().add(JOB_KEY, task, instant.getEpochSecond()); } /** * 定时任务队列消费 * 每分钟消费一次(可以缩短间隔到1s) */ @Scheduled(cron = "0 0/1 * * * ? *") public void doDelayQueue() { long nowSecond = Instant.now().getEpochSecond(); // 查询当前时间的所有任务 Set<String> strings = stringRedisTemplate.opsForZSet().range(JOB_KEY, 0, nowSecond); for (String task : strings) { // 开始消费 task LOGGER.info("执行任务:{}", task); } // 删除已经执行的任务 stringRedisTemplate.opsForZSet().remove(JOB_KEY, 0, nowSecond); } }
适用场景如下:
订单下单之后 15 分钟后,用户如果没有付钱,系统需要自动取消订单
红包 24 小时未被查收,需要延迟执退还业务
某个活动指定在某个时间内生效&失效
优势是:
省去了 MySQL 的查询操作,而使用性能更高的 Redis 做为代替
不会因为停机等原因,遗漏要执行的任务
键空间通知的方式:我们可以通过 Redis 的键空间通知来实现定时任务,它的实现思路是给所有的定时任务设置一个过期时间,等到了过期之后,我们通过订阅过期消息就能感知到定时任务需要被执行了,此时我们执行定时任务即可。
默认情况下 Redis 是不开启键空间通知的,需要我们通过 config set notify-keyspace-events Ex 的命令手动开启。
开启之后定时任务的代码如下:
自定义监听器:
/** * 自定义监听器. */ public class KeyExpiredListener extends KeyExpirationEventMessageListener { public KeyExpiredListener(RedisMessageListenerContainer listenerContainer) { super(listenerContainer); } @Override public void onMessage(Message message, byte[] pattern) { // channel String channel = new String(message.getChannel(), StandardCharsets.UTF_8); // 过期的key String key = new String(message.getBody(), StandardCharsets.UTF_8); // todo 你的处理 } }
设置该监听器:
/** * Description: 通过订阅Redis的过期通知来实现定时任务 . */ @Configuration public class RedisExJob { @Autowired private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory; @Bean public RedisMessageListenerContainer redisMessageListenerContainer() { RedisMessageListenerContainer redisMessageListenerContainer = new RedisMessageListenerContainer(); redisMessageListenerContainer.setConnectionFactory(redisConnectionFactory); return redisMessageListenerContainer; } @Bean public KeyExpiredListener keyExpiredListener() { return new KeyExpiredListener(this.redisMessageListenerContainer()); } }
Spring 会监听符合以下格式的 Redis 消息:
private static final Topic TOPIC_ALL_KEYEVENTS = new PatternTopic("__keyevent@*");
基于 Redis 的定时任务能够适用的场景也比较有限,但实现上相对简单,但对于功能幂等有很大要求。从使用场景上来说,更应该叫做延时任务。
场景举例:
订单下单之后 15 分钟后,用户如果没有付钱,系统需要自动取消订单
红包 24 小时未被查收,需要延迟执退还业务
优劣势是:
被动触发,对于服务的资源消耗更小
Redis 的 Pub/Sub 不可靠,没有 ACK 机制等,但是一般情况可以容忍
键空间通知功能会耗费一些 CPU
引入分布式定时任务组件 or 中间件:将定时任务作为单独的服务,遏制了重复消费,独立的服务也有利于扩展和维护。
依赖于 MySQL,使用相对简单,可多节点部署,通过竞争数据库锁来保证只有一个节点执行任务。没有图形化管理页面,使用相对麻烦。
依赖于 Zookeeper,通过 Zookeeper 的注册与发现,可以动态的添加服务器。
多种作业模式
失效转移
运行状态收集
多线程处理数据
幂等性
容错处理
支持spring命名空间
有图形化管理页面
依赖于 Zookeeper,集群部署,可以动态的添加服务器。可以手动增加定时任务,启动和暂停任务。
业务日志记录器
SPI 扩展支持
故障转移
节点监控
多样化任务执行结果支持
FailStore 容错
动态扩容
对 spring 相对友好
有监控和管理图形化界面
国产,依赖于 MySQL,基于竞争数据库锁保证只有一个节点执行任务,支持水平扩容。可以手动增加定时任务,启动和暂停任务。
弹性扩容
分片广播
故障转移
Rolling实时日志
GLUE(支持在线编辑代码,免发布)
任务进度监控
任务依赖
数据加密
邮件报警
运行报表
优雅停机
国际化(中文友好)
微服务下,推荐使用 xxl-job 这一类组件服务将定时任务合理有效的管理起来。而单点的定时任务有其局限性,适用于规模较小、对未来扩展要求不高的服务。
相对而言,基于 Spring Task 的定时任务最简单快捷,而 xxl-job 的难度主要体现在集成和调试上。
无论是什么样的定时任务,你都需要确保:
任务不会因为集群部署而被多次执行
任务发生异常得到有效的处理
任务的处理过慢导致大量积压
任务应该在预期的时间点执行
中间件可以将服务解耦,但增加了复杂度。
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