前言
最近有几个读者私信给我,问我他们的业务场景,要用什么样的定时任务。确实,在不用的业务场景下要用不同的定时任务,其实我们的选择还是挺多的。我今天给大家总结10种非常实用的定时任务,总有一种是适合你的。
正文
一. linux自带的定时任务
crontab
不知道你有没有遇到过这种场景:有时需要临时统计线上的数据,然后导出到excel表格中。这种需求有时较为复杂,光靠写sql语句是无法满足需求的,这就需要写java代码了。然后将该程序打成一个jar包,在线上环境执行,最后将生成的excel文件下载到本地。
为了减小对线上环境的影响,我们一般会选择在凌晨1-2点
,趁用户量少的时候,执行统计程序。(其实凌晨4点左右,用户才是最少的)
由于时间太晚了,我们完全没必要守在那里等执行结果,一个定时任务就能可以搞定。
那么,这种情况用哪种定时任务更合适呢?
答案是:linux
系统的crontab
。(不过也不排除有些项目没部署在linux系统中)
运行crontab -e
,可以编辑定时器,然后加入如下命令:
0 2 * * * /usr/local/java/jdk1.8/bin/java -jar /data/app/tool.jar > /logs/tool.log &
就可以在每天凌晨2点
,定时执行tool.jar
程序,并且把日志输出到tool.log
文件中。当然你也可以把后面的执行java程序的命令写成shell脚本,更方便维护。
使用这种定时任务支持方便修改定时规则,有界面可以统一管理配置的各种定时脚本。
crontab命令的基本格式如下:
crontab [参数] [文件名]
如果没有指定文件名,则接收键盘上输入的命令,并将它载入到crontab
。
参数功能对照表如下:
参数 | 功能 |
-u | 指定用户 |
-e | 编辑某个用户的crontab文件内容 |
-l | 显示某个用户的crontab文件内容 |
-r | 删除某用户的crontab文件 |
-i | 删除某用户的crontab文件时需确认 |
以上参数,如果没有使用-u
指定用户,则默认使用的当前用户。
通过crontab -e
命令编辑文件内容,具体语法如下:
[分] [小时] [日期] [月] [星期] 具体任务
其中:
- 分,表示多少分钟,范围:0-59
- 小时,表示多少小时,范围:0-23
- 日期,表示具体在哪一天,范围:1-31
- 月,表示多少月,范围:1-12
- 星期,表示多少周,范围:0-7,0和7都代表星期日
还有一些特殊字符,比如:
*
代表如何时间,比如:*1***
表示每天凌晨1点执行。/
代表每隔多久执行一次,比如:*/5 ****
表示每隔5分钟执行一次。,
代表支持多个,比如:10 7,9,12 ***
表示在每天的7、9、12点10分各执行一次。-
代表支持一个范围,比如:10 7-9 ***
表示在每天的7、8、9点10分各执行一次。
此外,顺便说一下crontab
需要crond
服务支持,crond
是linux
下用来周期地执行某种任务的一个守护进程,在安装linux
操作系统后,默认会安装crond
服务工具,且crond
服务默认就是自启动的。crond
进程每分钟会定期检查是否有要执行的任务,如果有,则会自动执行该任务。
可以通过以下命令操作相关服务:
service crond status // 查看运行状态 service crond start //启动服务 service crond stop //关闭服务 service crond restart //重启服务 service crond reload //重新载入配置
使用crontab
的优缺点:
- 优点:方便修改定时规则,支持一些较复杂的定时规则,通过文件可以统一管理配好的各种定时脚本。
- 缺点:如果定时任务非常多,不太好找,而且必须要求操作系统是
linux
,否则无法执行。
二. jdk自带的定时任务
1.Thread
各位亲爱的朋友,你没看错,Thread
类真的能做定时任务。如果你看过一些定时任务框架的源码,你最后会发现,它们的底层也会使用Thread
类。
实现这种定时任务的具体代码如下:
public static void init() { new Thread(() -> { while (true) { try { System.out.println("doSameThing"); Thread.sleep(1000 * 60 * 5); } catch (Exception e) { log.error(e); } } }).start(); }
使用Thread
类可以做最简单的定时任务,在run
方法中有个while
的死循环(当然还有其他方式),执行我们自己的任务。有个需要特别注意的地方是,需要用try...catch
捕获异常,否则如果出现异常,就直接退出循环,下次将无法继续执行了。
这种方式做的定时任务,只能周期性执行,不能支持定时在某个时间点执行。
此外,该线程可以定义成守护线程
,在后台默默执行就好。
使用场景:比如项目中有时需要每隔10分钟去下载某个文件,或者每隔5分钟去读取模板文件生成静态html页面等等,一些简单的周期性任务场景。
使用Thread
类的优缺点:
- 优点:这种定时任务非常简单,学习成本低,容易入手,对于那些简单的周期性任务,是个不错的选择。
- 缺点:不支持指定某个时间点执行任务,不支持延迟执行等操作,功能过于单一,无法应对一些较为复杂的场景。
2.Timer
Timer
类是jdk专门提供的定时器工具,用来在后台线程计划执行指定任务,在java.util
包下,要跟TimerTask
一起配合使用。
Timer
类其实是一个任务调度器,它里面包含了一个TimerThread
线程,在这个线程中无限循环从TaskQueue
中获取TimerTask
(该类实现了Runnable接口),调用其run
方法,就能异步执行定时任务。我们需要继承TimerTask
类,实现它的run
方法,在该方法中加上自己的业务逻辑。
实现这种定时任务的具体代码如下:
public class TimerTest { public static void main(String[] args) { Timer timer = new Timer(); timer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { System.out.println("doSomething"); } },2000,1000); } }
先实例化一个Timer
类,然后调用它的schedule
方法,在该方法中实例化TimerTask
类,业务逻辑写在run
方法中。schedule
方法最后的两次参数分别表示:延迟时间
和 间隔时间
,单位是毫秒。上面例子中,设置的定时任务是每隔1秒执行一次,延迟2秒执行。
主要包含6个方法:
schedule(TimerTask task, Date time)
, 指定任务task在指定时间time执行schedule(TimerTask task, long delay)
, 指定任务task在指定延迟delay后执行schedule(TimerTask task, Date firstTime,long period)
,指定任务task在指定时间firstTime执行后,进行重复固定延迟频率peroid的执行schedule(TimerTask task, long delay, long period)
, 指定任务task 在指定延迟delay 后,进行重复固定延迟频率peroid的执行scheduleAtFixedRate(TimerTask task,Date firstTime,long period)
, 指定任务task在指定时间firstTime执行后,进行重复固定延迟频率peroid的执行scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)
, 指定任务task 在指定延迟delay 后,进行重复固定延迟频率peroid的执行
不过使用Timer
实现定时任务有以下问题:
- 由于
Timer
是单线程执行任务,如果其中一个任务耗时非常长,会影响其他任务的执行。 - 如果
TimerTask
抛出RuntimeException
,Timer会停止所有任务的运行。
使用Timer
类的优缺点:
- 优点:非常方便实现多个周期性的定时任务,并且支持延迟执行,还支持在指定时间之后支持,功能还算强大。
- 缺点:如果其中一个任务耗时非常长,会影响其他任务的执行。并且如果
TimerTask
抛出RuntimeException
,Timer
会停止所有任务的运行,所以阿里巴巴开发者规范中不建议使用它。
3.ScheduledExecutorService
ScheduledExecutorService
是JDK1.5+版本引进的定时任务,该类位于java.util.concurrent
并发包下。
ScheduledExecutorService
是基于多线程的,设计的初衷是为了解决Timer
单线程执行,多个任务之间会互相影响的问题。
它主要包含4个方法:
schedule(Runnable command,long delay,TimeUnit unit)
,带延迟时间的调度,只执行一次,调度之后可通过Future.get()阻塞直至任务执行完毕。schedule(Callable<V> callable,long delay,TimeUnit unit)
,带延迟时间的调度,只执行一次,调度之后可通过Future.get()阻塞直至任务执行完毕,并且可以获取执行结果。scheduleAtFixedRate
,表示以固定频率执行的任务,如果当前任务耗时较多,超过定时周期period,则当前任务结束后会立即执行。scheduleWithFixedDelay
,表示以固定延时执行任务,延时是相对当前任务结束为起点计算开始时间。
实现这种定时任务的具体代码如下:
public class ScheduleExecutorTest { public static void main(String[] args) { ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> { System.out.println("doSomething"); },1000,1000, TimeUnit.MILLISECONDS); } }
调用ScheduledExecutorService
类的scheduleAtFixedRate
方法实现周期性任务,每隔1秒钟执行一次,每次延迟1秒再执行。
这种定时任务是阿里巴巴开发者规范中用来替代Timer
类的方案,对于多线程执行周期性任务,是个不错的选择。
ScheduledExecutorService的优缺点:
- 优点:基于多线程的定时任务,多个任务之间不会相关影响,支持周期性的执行任务,并且带延迟功能。
- 缺点:不支持一些较复杂的定时规则。
三. spring支持的定时任务
1.spring task
spring task
是spring3
以上版本自带的定时任务,实现定时任务的功能时,需要引入spring-context
包,目前它支持:xml
和 注解
两种方式。
1. 项目实战
由于xml方式太古老了,我们以springboot项目中注解方式为例。
第一步,在pom.xml文件中引入spring-context
相关依赖。
<dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-context</artifactId> </dependency>
第二步,在springboot启动类上加上@EnableScheduling
注解。
@EnableScheduling @SpringBootApplication public class Application { public static void main(String[] args) { new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(WebApplicationType.SERVLET).run(args); } }
第三步,使用@Scheduled
注解定义定时规则。
@Service public class SpringTaskTest { @Scheduled(cron = "${sue.spring.task.cron}") public void fun() { System.out.println("doSomething"); } }
第四步,在applicationContext.properties
文件中配置参数:
sue.spring.task.cron=*/10 * * * * ?
这样就能每隔10秒执行一次fun方法了。
2. cron规则
spring4以上的版本中,cron表达式包含6个参数:
[秒] [分] [时] [日期] [月] [星期]
还支持几个常用的特殊符号:
*
:表示任何时间触发任务,
:表示指定的时间触发任务-
:表示一段时间内触发任务/
:表示从哪一个时刻开始,每隔多长时间触发一次任务。?
:表示用于月中的天和周中的天两个子表达式,表示不指定值。
cron表达式参数具体含义:
- 秒,取值范围:0-59,支持
*
、,
、-
、/
。 - 分,取值范围:0-59,支持
*
、,
、-
、/
。 - 时,取值范围:0-23,支持
*
、,
、-
、/
。 - 日期,取值范围:1-31,支持
*
、,
、-
、/
。比秒多了?
,表示如果指定的星期
触发了,则配置的日期
变成无效。 - 月,取值范围:1-12,支持
*
、,
、-
、/
。 - 星期,取值范围:1~7,1代表星期天,6代表星期六,其他的以此类推。支持
*
、,
、-
、/
、?
。比秒多了?
,表示如果指定的日期
触发了,则配置的星期
变成无效。
常见cron表达式使用举例:
0 0 0 1 * ?
每月1号零点执行0 0 2 * * ?
每天凌晨2点执行0 0 2 * * ?
每天凌晨2点执行0 0/5 11 * * ?
每天11点-11点55分,每隔5分钟执行一次0 0 18 ? * WED
每周三下午6点执行
spring task先通过ScheduledAnnotationBeanPostProcessor类的processScheduled方法,解析和收集Scheduled
注解中的参数,包含:cron表达式。
然后在ScheduledTaskRegistrar类的afterPropertiesSet方法中,默认初始化一个单线程的ThreadPoolExecutor
执行任务。
对spring task感兴趣的小伙伴,可以加我微信找我私聊。
使用spring task
的优缺点:
- 优点:spring框架自带的定时功能,springboot做了非常好的封装,开启和定义定时任务非常容易,支持复杂的
cron
表达式,可以满足绝大多数单机版的业务场景。单个任务时,当前次的调度完成后,再执行下一次任务调度。 - 缺点:默认单线程,如果前面的任务执行时间太长,对后面任务的执行有影响。不支持集群方式部署,不能做数据存储型定时任务。
2.spring quartz
quartz
是OpenSymphony
开源组织在Job scheduling
领域的开源项目,是由java开发的一个开源的任务日程管理系统。
quartz能做什么?
- 作业调度:调用各种框架的作业脚本,例如shell,hive等。
- 定时任务:在某一预定的时刻,执行你想要执行的任务。
架构图如下:
quartz包含的主要接口如下:
Scheduler
代表调度容器,一个调度容器中可以注册多个JobDetail和Trigger。Job
代表工作,即要执行的具体内容。JobDetail
代表具体的可执行的调度程序,Job是这个可执行程调度程序所要执行的内容。JobBuilder
用于定义或构建JobDetail实例。Trigger
代表调度触发器,决定什么时候去调。TriggerBuilder
用于定义或构建触发器。JobStore
用于存储作业和任务调度期间的状态。
1. 项目实战
我们还是以springboot
集成quartz
为例。
第一步,在pom.xml文件中引入quartz
相关依赖。
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId> </dependency>
第二步,创建真正的定时任务执行类,该类继承QuartzJobBean
。
public class QuartzTestJob extends QuartzJobBean { @Override protected void executeInternal(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException { String userName = (String) context.getJobDetail().getJobDataMap().get("userName"); System.out.println("userName:" + userName); } }
第三步,创建调度程序JobDetail
和调度器Trigger
。
@Configuration public class QuartzConfig { @Value("${sue.spring.quartz.cron}") private String testCron; /** * 创建定时任务 */ @Bean public JobDetail quartzTestDetail() { JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(QuartzTestJob.class) .withIdentity("quartzTestDetail", "QUARTZ_TEST") .usingJobData("userName", "susan") .storeDurably() .build(); return jobDetail; } /** * 创建触发器 */ @Bean public Trigger quartzTestJobTrigger() { //每隔5秒执行一次 CronScheduleBuilder cronScheduleBuilder = CronScheduleBuilder.cronSchedule(testCron); //创建触发器 Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger() .forJob(quartzTestDetail()) .withIdentity("quartzTestJobTrigger", "QUARTZ_TEST_JOB_TRIGGER") .withSchedule(cronScheduleBuilder) .build(); return trigger; } }
第四步,在applicationContext.properties
文件中配置参数:
sue.spring.quartz.cron=*/5 * * * * ?
这样就能每隔5秒执行一次QuartzTestJob类的executeInternal方法了。
CronTrigger配置格式:
[秒] [分] [小时] [日] [月] [周] [年]
spring quartz
跟spring task
的cron
表达式规则基本一致,只是spring4
以上的版本去掉了后面的年
,而quartz
的CronTrigger
的年
是非必填的,这里我就不做过多介绍了。
使用spring quartz
的优缺点:
- 优点:默认是多线程异步执行,单个任务时,在上一个调度未完成时,下一个调度时间到时,会另起一个线程开始新的调度,多个任务之间互不影响。支持复杂的
cron
表达式,它能被集群实例化,支持分布式部署。 - 缺点:相对于spring task实现定时任务成本更高,需要手动配置
QuartzJobBean
、JobDetail
和Trigger
等。需要引入了第三方的quartz
包,有一定的学习成本。不支持并行调度,不支持失败处理策略和动态分片的策略等。
四. 分布式定时任务
1.xxl-job
xxl-job
是大众点评(许雪里)开发的一个分布式任务调度平台,其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线,开箱即用。
xxl-job
框架对quartz
进行了扩展,使用mysql
数据库存储数据,并且内置jetty作为RPC
服务调用。
主要特点如下:
- 有界面维护定时任务和触发规则,非常容易管理。
- 能动态启动或停止任务
- 支持弹性扩容缩容
- 支持任务失败报警
- 支持动态分片
- 支持故障转移
- Rolling实时日志
- 支持用户和权限管理
管理界面:
整体架构图如下:
使用quartz架构图如下:
项目实战
xxl-admin
管理后台部署和mysql脚本执行等这些前期准备工作,我就不过多介绍了,有需求的朋友可以找我私聊,这些更偏向于运维的事情。
假设前期工作已经OK了,接下来我们需要:
第一步,在pom.xml文件中引入xxl-job
相关依赖。
<dependency> <groupId>com.xuxueli</groupId> <artifactId>xxl-job-core</artifactId> </dependency>
第二步,在applicationContext.properties
文件中配置参数:
xxl.job.admin.address: http://localhost:8088/xxl-job-admin/ xxl.job.executor.appname: xxl-job-executor-sample xxl.job.executor.port: 8888 xxl.job.executor.logpath: /data/applogs/xxl-job/
第三步,创建HelloJobHandler类继承IJobHandler
类:
@JobHandler(value = "helloJobHandler") @Component public class HelloJobHandler extends IJobHandler { @Override public ReturnT<String> execute(String param) { System.out.println("XXL-JOB, Hello World."); return SUCCESS; } }
这样定时任务就配置好了。
建议把定时任务单独部署到另外一个服务中,跟api服务分开。根据我以往的经验,job大部分情况下,会对数据做批量操作,如果操作的数据量太大,可能会对服务的内存和cpu资源造成一定的影响。
使用xxl-job
的优缺点:
- 优点:有界面管理定时任务,支持弹性扩容缩容、动态分片、故障转移、失败报警等功能。它的功能非常强大,很多大厂在用,可以满足绝大多数业务场景。
- 缺点:和
quartz
一样,通过数据库分布式锁,来控制任务不能重复执行。在任务非常多的情况下,有一些性能问题。
2.elastic-job
elastic-job
是当当网开发的弹性分布式任务调度系统,功能丰富强大,采用zookeeper实现分布式协调,实现任务高可用以及分片。它是专门为高并发和复杂业务场景开发。
elastic-job
目前是apache
的shardingsphere
项目下的一个子项目,官网地址:http://shardingsphere.apache.org/elasticjob/。
elastic-job
在2.x之后,出了两个产品线:Elastic-Job-Lite
和Elastic-Job-Cloud
,而我们一般使用Elastic-Job-Lite就能够满足需求。Elastic-Job-Lite定位为轻量级无中心化解决方案,使用jar包的形式提供分布式任务的协调服务,外部仅依赖于Zookeeper。。
主要特点如下:
- 分布式调度协调
- 弹性扩容缩容
- 失效转移
- 错过执行作业重触发
- 作业分片一致性,保证同一分片在分布式环境中仅一个执行实例
- 自诊断并修复分布式不稳定造成的问题
- 支持并行调度
整体架构图:
项目实战
第一步,在pom.xml文件中引入elastic-job
相关依赖。
<dependency> <groupId>com.dangdang</groupId> <artifactId>elastic-job-lite-core</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>com.dangdang</groupId> <artifactId>elastic-job-lite-spring</artifactId> </dependency>
第二步,增加ZKConfig类,配置zookeeper
:
@Configuration @ConditionalOnExpression("'${zk.serverList}'.length() > 0") public class ZKConfig { @Bean public ZookeeperRegistryCenter registry(@Value("${zk.serverList}") String serverList, @Value("${zk.namespace}") String namespace) { return new ZookeeperRegistryCenter(new ZookeeperConfiguration(serverList, namespace)); } }
第三步,定义一个类实现SimpleJob
接口:
public class TestJob implements SimpleJob { @Override public void execute(ShardingContext shardingContext){ System.out.println("ShardingTotalCount:"+shardingContext.getShardingTotalCount()); System.out.println("ShardingItem:"+shardingContext.getShardingItem()); } }
第四步,增加JobConfig配置任务:
@Configuration public class JobConfig { @Value("${sue.spring.elatisc.cron}") private String testCron; @Value("${sue.spring.elatisc.itemParameters}") private String shardingItemParameters; @Value("${sue.spring.elatisc.jobParameters}") private String jobParameters =; @Value("${sue.spring.elatisc.shardingTotalCount}") private int shardingTotalCount; @Autowired private ZookeeperRegistryCenter registryCenter; @Bean public SimpleJob testJob() { return new TestJob(); } @Bean public JobScheduler simpleJobScheduler(final SimpleJob simpleJob) { return new SpringJobScheduler(simpleJob, registryCenter, getConfiguration(simpleJob.getClass(), cron, shardingTotalCount, shardingItemParameters, jobParameters)); } private geConfiguration getConfiguration(Class<? extends SimpleJob> jobClass,String cron,int shardingTotalCount,String shardingItemParameters,String jobParameters) { JobCoreConfiguration simpleCoreConfig = JobCoreConfiguration.newBuilder(jobClass.getName(), testCron, shardingTotalCount). shardingItemParameters(shardingItemParameters).jobParameter(jobParameters).build(); SimpleJobConfiguration simpleJobConfig = new SimpleJobConfiguration(simpleCoreConfig, jobClass.getCanonicalName()); LiteJobConfiguration jobConfig = LiteJobConfiguration.newBuilder(simpleJobConfig).overwrite(true).build(); return jobConfig; } }
其中:
- cron:cron表达式,定义触发规则。
- shardingTotalCount:定义作业分片总数
- shardingItemParameters:定义分配项参数,一般用分片序列号和参数用等号分隔,多个键值对用逗号分隔,分片序列号从0开始,不可大于或等于作业分片总数。
- jobParameters:作业自定义参数
第五步,在applicationContext.properties
文件中配置参数:
spring.application.name=elasticjobDemo zk.serverList=localhost:2181 zk.namespace=elasticjobDemo sue.spring.elatisc.cron=0/5 * * * * ? sue.spring.elatisc.itemParameters=0=A,1=B,2=C,3=D sue.spring.elatisc.jobParameters=test sue.spring.elatisc.shardingTotalCount=4
这样定时任务就配置好了,创建定时任务的步骤,相对于xxl-job
来说要繁琐一些。
使用elastic-job
的优缺点:
- 优点:支持分布式调度协调,支持分片,适合高并发,和一些业务相对来说较复杂的场景。
- 缺点:需要依赖于zookeeper,实现定时任务相对于
xxl-job
要复杂一些,要对分片规则非常熟悉。
3.其他分布式定时任务
1. Saturn
Saturn是唯品会开源的一个分布式任务调度平台。取代传统的Linux Cron/Spring Batch Job的方式,做到全域统一配置,统一监控,任务高可用以及分片并发处理。
Saturn是在当当开源的Elastic-Job基础上,结合各方需求和我们的实践见解改良而成。使用案例:唯品会、酷狗音乐、新网银行、海融易、航美在线、量富征信等。
github地址:https://github.com/vipshop/Saturn/
2. TBSchedule
TBSchedule是阿里开发的一款分布式任务调度平台,旨在将调度作业从业务系统中分离出来,降低或者是消除和业务系统的耦合度,进行高效异步任务处理。
目前被广泛应用在阿里巴巴、淘宝、支付宝、京东、聚美、汽车之家、国美等很多互联网企业的流程调度系统中。
github地址:https://github.com/taobao/TBSchedule
老实说优秀的定时任务还是挺多的,不是说哪种定时任务牛逼我们就一定要用哪种,而是要根据实际业务需求选择。每种定时任务都有优缺点,合理选择既能满足业务需求,又能避免资源浪费,才是上上策。当然在实际的业务场景,通常会多种定时任务一起配合使用。
顺便说一句,欢迎亲爱的小伙伴们,找我一起聊聊:你用过哪些定时任务,遇到过哪些问题,以及如何解决问题的。如果有相关问题也可以问我。
希望我们能够共同进步,一起成长。