Spring第38篇：定时器详解(@Scheduled & @EnableScheduling)_scheduledexecutorservice

Spring中 @Scheduled & @EnableScheduling 这2个注解，可以用来快速开发定时器，使用特别的简单。

如何使用？

用法

1、需要定时执行的方法上加上@Scheduled注解，这个注解中可以指定定时执行的规则，稍后详细介绍。

2、Spring容器中使用@EnableScheduling开启定时任务的执行，此时spring容器才可以识别@Scheduled标注的方法，然后自动定时执行。

案例

db中有很多需要推送的任务，然后将其检索出来，推送到手机端，来个定时器，每秒一次从库中检测需要推送的消息，然后推送到手机端。

package com.javacode2018.scheduled.demo1;
 
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
@Component
public class PushJob {
 
    //推送方法，每秒执行一次
    @Scheduled(fixedRate = 1000)
    public void push() throws InterruptedException {
        System.out.println("模拟推送消息，" + System.currentTimeMillis());
    }
 
}

来个spring配置类，需要使用@EnableScheduling标注

package com.javacode2018.scheduled.demo1;
 
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;
 
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
 
@ComponentScan
@EnableScheduling //在spring容器中启用定时任务的执行
public class MainConfig1 {
 
    @Bean
    public ScheduledExecutorService scheduledExecutorService() {
        return Executors.newScheduledThreadPool(20);
    }
}

测试类

package com.javacode2018.scheduled;
 
import com.javacode2018.scheduled.demo1.MainConfig1;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
 
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
public class ScheduledTest {
    @Test
    public void test1() throws InterruptedException {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
        context.register(MainConfig1.class);
        context.refresh();
        //休眠一段时间，房子junit自动退出
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10000);
    }
 
}

运行输出，每秒会输出一次，如下：

模拟推送消息，1595840822998
模拟推送消息，1595840823998
模拟推送消息，1595840824998
模拟推送消息，1595840825998
模拟推送消息，1595840826998
模拟推送消息，1595840827998
模拟推送消息，1595840828998

@Scheduled配置定时规则

@Scheduled可以用来配置定时器的执行规则，非常强大，@Scheduled中主要有8个参数，我们一一来了解一下。

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(Schedules.class)
public @interface Scheduled {
 
 String cron() default "";
 
 String zone() default "";
 
 long fixedDelay() default -1;
 
 String fixedDelayString() default "";
 
 long fixedRate() default -1;
 
 String fixedRateString() default "";
 
 long initialDelay() default -1;
 
 String initialDelayString() default "";
 
}

1. cron

该参数接收一个cron表达式，cron表达式是一个字符串，字符串以5或6个空格隔开，分开共6或7个域，每一个域代表一个含义。

cron表达式语法

[秒] [分] [小时] [日] [月] [周] [年]

“

注：[年]不是必须的域，可以省略[年]，则一共6个域

通配符说明:

• * 表示所有值。例如:在分的字段上设置 *,表示每一分钟都会触发。

• ? 表示不指定值。使用的场景为不需要关心当前设置这个字段的值。例如:要在每月的10号触发一个操作，但不关心是周几，所以需要周位置的那个字段设置为”?” 具体设置为 0 0 0 10 * ?

• - 表示区间。例如 在小时上设置 “10-12”,表示 10,11,12点都会触发。

• , 表示指定多个值，例如在周字段上设置 “MON,WED,FRI” 表示周一，周三和周五触发

• / 用于递增触发。如在秒上面设置”5/15” 表示从5秒开始，每增15秒触发(5,20,35,50)。在日字段上设置’1/3’所示每月1号开始，每隔三天触发一次。

• L 表示最后的意思。在日字段设置上，表示当月的最后一天(依据当前月份，如果是二月还会依据是否是润年[leap]), 在周字段上表示星期六，相当于”7”或”SAT”。如果在”L”前加上数字，则表示该数据的最后一个。例如在周字段上设置”6L”这样的格式,则表示“本月最后一个星期五”

• W 表示离指定日期的最近那个工作日(周一至周五). 例如在日字段上置”15W”，表示离每月15号最近的那个工作日触发。如果15号正好是周六，则找最近的周五(14号)触发, 如果15号是周未，则找最近的下周一(16号)触发.如果15号正好在工作日(周一至周五)，则就在该天触发。如果指定格式为 “1W”,它则表示每月1号往后最近的工作日触发。如果1号正是周六，则将在3号下周一触发。(注，”W”前只能设置具体的数字,不允许区间”-“)。

• # 序号(表示每月的第几个周几)，例如在周字段上设置”6#3”表示在每月的第三个周六.注意如果指定”#5”,正好第五周没有周六，则不会触发该配置(用在母亲节和父亲节再合适不过了) ；小提示：’L’和 ‘W’可以一组合使用。如果在日字段上设置”LW”,则表示在本月的最后一个工作日触发；周字段的设置，若使用英文字母是不区分大小写的，即MON与mon相同。

示例

每隔5秒执行一次：*/5 * * * * ?

每隔1分钟执行一次：0 */1 * * * ?

每天23点执行一次：0 0 23 * * ?

每天凌晨1点执行一次：0 0 1 * * ?

每月1号凌晨1点执行一次：0 0 1 1 * ?

每月最后一天23点执行一次：0 0 23 L * ?

每周星期六凌晨1点实行一次：0 0 1 ? * L

在26分、29分、33分执行一次：0 26,29,33 * * * ?

每天的0点、13点、18点、21点都执行一次：0 0 0,13,18,21 * * ?

cron表达式使用占位符

另外，cron属性接收的cron表达式支持占位符。

如：配置文件：

time:
  cron: */5 * * * * *
  interval: 5

每5秒执行一次：

@Scheduled(cron="${time.cron}")
void testPlaceholder1() {
    System.out.println("Execute at " + System.currentTimeMillis());
}
 
@Scheduled(cron="*/${time.interval} * * * * *")
void testPlaceholder2() {
    System.out.println("Execute at " + System.currentTimeMillis());
}

2. zone

时区，接收一个java.util.TimeZone#ID。cron表达式会基于该时区解析。默认是一个空字符串，即取服务器所在地的时区。比如我们一般使用的时区Asia/Shanghai。该字段我们一般留空。

3. fixedDelay

上一次执行完毕时间点之后多长时间再执行。

如：

@Scheduled(fixedDelay = 5000) //上一次执行完毕时间点之后5秒再执行

4. fixedDelayString

与 3. fixedDelay 意思相同，只是使用字符串的形式。唯一不同的是支持占位符。

如：

@Scheduled(fixedDelayString = "5000") //上一次执行完毕时间点之后5秒再执行

占位符的使用（配置文件中有配置：time.fixedDelay=5000）

@Scheduled(fixedDelayString = "${time.fixedDelay}")
void testFixedDelayString() {
    System.out.println("Execute at " + System.currentTimeMillis());
}

5. fixedRate

上一次开始执行时间点之后多长时间再执行。

如：

@Scheduled(fixedRate = 5000) //上一次开始执行时间点之后5秒再执行

6. fixedRateString

与 fixedRate 意思相同，只是使用字符串的形式，唯一不同的是支持占位符。

7. initialDelay

第一次延迟多长时间后再执行。

如：

@Scheduled(initialDelay=1000, fixedRate=5000) //第一次延迟1秒后执行，之后按fixedRate的规则每5秒执行一次

8. initialDelayString

与 initialDelay 意思相同，只是使用字符串的形式，唯一不同的是支持占位符。

@Schedules注解

这个注解不用多解释，看一下源码就知道作用了，当一个方法上面需要同时指定多个定时规则的时候，可以通过这个来配置

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Schedules {
 Scheduled[] value();
}

如：

//2个定时器，500毫秒的，1000毫秒的
@Schedules({@Scheduled(fixedRate = 500), @Scheduled(fixedRate = 1000)})
public void push3() {
}

为定时器定义线程池

定时器默认情况下使用下面的线程池来执行定时任务的

new ScheduledThreadPoolExecutor(1)

只有一个线程，相当于只有一个干活的人，如果需要定时执行的任务太多，这些任务只能排队执行，会出现什么问题？

如果有些任务耗时比较长，导致其他任务排队时间比较长，不能有效的正常执行，直接影响到业务。

看下面代码，2个方法，都使用了@Scheduled(fixedRate = 1000)，表示每秒执行一次，而push1方法中模拟耗时2秒，方法会中打印出线程名称、时间等信息，一会注意观察输出

package com.javacode2018.scheduled.demo2;
 
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
@Component
public class PushJob {
 
    //推送方法，每秒执行一次
    @Scheduled(fixedRate = 1000)
    public void push1() throws InterruptedException {
        //休眠2秒，模拟耗时操作
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " push1 模拟推送消息，" + System.currentTimeMillis());
    }
 
    //推送方法，每秒执行一次
    @Scheduled(fixedRate = 1000)
    public void push2() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " push2 模拟推送消息，" + System.currentTimeMillis());
    }
 
}

运行输出

pool-1-thread-1 push1 模拟推送消息，1595902615507
pool-1-thread-1 push2 模拟推送消息，1595902615507
pool-1-thread-1 push1 模拟推送消息，1595902617507
pool-1-thread-1 push2 模拟推送消息，1595902617507
pool-1-thread-1 push1 模拟推送消息，1595902619508
pool-1-thread-1 push2 模拟推送消息，1595902619508

注意上面的输出，线程名称都是pool-1-thread-1，并且有个问题，push2中2次输出时间间隔是2秒，这就是由于线程池中只有一个线程导致了排队执行而产生的问题。

可以通过自定义定时器中的线程池来解决这个问题，定义一个ScheduledExecutorService类型的bean，名称为taskScheduler

@Bean
public ScheduledExecutorService taskScheduler() {
    //设置需要并行执行的任务数量
    int corePoolSize = 20;
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

此时问题就解决了，再次运行一下上面案例代码，结果如下，此时线程名称不一样了，且push2运行正常了

pool-1-thread-2 push2 模拟推送消息，1595903154636
pool-1-thread-2 push2 模拟推送消息，1595903155636
pool-1-thread-1 push1 模拟推送消息，1595903156636
pool-1-thread-3 push2 模拟推送消息，1595903156636
pool-1-thread-1 push2 模拟推送消息，1595903157636

源码 & 原理

从EnableScheduling注解开始看，这个注解会导入SchedulingConfiguration类

SchedulingConfiguration是一个配置类，内部定义了ScheduledAnnotationBeanPostProcessor类型的bean

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor是一个bean后置处理器，内部有个postProcessAfterInitialization方法，spring中任何bean在初始化完毕之后，会自动调用postProcessAfterInitialization方法，而ScheduledAnnotationBeanPostProcessor在这个方法中会解析bean中标注有@Scheduled注解的方法，这些方法也就是需要定时执行的方法。

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor还实现了一个接口：SmartInitializingSingleton，SmartInitializingSingleton中有个方法afterSingletonsInstantiated会在spring容器中所有单例bean初始化完毕之后调用，定期器的装配及启动都是在这个方法中进行的。

org.springframework.scheduling.annotation.ScheduledAnnotationBeanPostProcessor#afterSingletonsInstantiated

案例源码

https://gitee.com/javacode2018/spring-series