Spring 定時任務
在程序中常常有定時任務的需求,例如每隔一周生成一次報表、每個月月末清空用戶積分等等。Spring也提供了相應的支持,我們可以非常方便的按時執行任務。
項目準備
這里我使用Gradle來建立項目,然后在 build.gradle 中添加下面一行。springVersion的值是目前最新的Spring版本 '4.3.7.RELEASE' 。使用Maven的話也添加相應的行。spring-context會自動引入spring-core等幾個最基本的依賴。
compile group: 'org.springframework', name: 'spring-context', version: springVersion
定時任務屬于Spring的核心支持部分,所以我們不需要再添加其他的依賴了。所以定時任務功能既可以在命令行程序中使用,也可以在Java Web程序中使用。當然后者可能使用的更廣泛一些(畢竟Web程序需要一直運行的嘛)。
這里我們定義兩個任務,后面會讓它們可以定時執行。
public interface IService {
void doService();
}
public class SimpleService implements IService {
@Override
public void doService() {
LocalTime time = LocalTime.now();
System.out.println("This is a simple service:" + time);
}
}
public class ExpensiveTaskService implements IService {
@Override
public void doService() {
try {
Thread.sleep(TimeUnit.SECONDS.toMillis(1));
LocalTime time = LocalTime.now();
System.out.println("This is an expensive task:" + time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Spring的任務抽象
TaskExecutor
TaskExecutor 接口是任務執行接口,類似于 java.util.concurrent.Executor ,該接口只有一個方法 execute(Runnable task) ,用于執行任務。
Spring提供了一組TaskExecutor的實現,詳細列表可以看這里 34.2.1. TaskExecutor types 。要使用它們也很簡單,直接注冊為Spring Bean,然后注入到程序中即可使用。
TaskScheduler
TaskScheduler 接口是定時器的抽象,它的源代碼如下。可以看到,該接口包含了一組方法用于指定任務執行的時間。
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);
}
Spring提供了兩個實現,一是 TimerManagerTaskScheduler ,會將任務代理到CommonJ TimerManager實例。第二個是 ThreadPoolTaskScheduler ,當我們不需要管理線程的時候就可以使用該類。而且它還同時實現了 TaskExecutor 接口,所以一個 ThreadPoolTaskScheduler 實例即可同時用于執行定時任務。
Trigger
在定時器接口的方法中我們可以發現一個方法接受Trigger接口, 而Trigger也是一個接口,抽象了觸發任務執行的觸發器。
Trigger接口有兩個實現,先說說比較簡單的一個 PeriodicTrigger 。它直接按照給定的時間間隔觸發任務執行。更常用的一個觸發器是 CronTrigger ,它使用Cron表達式指定何時執行任務。下面是Spring官方的一個例子。
scheduler.schedule(task, new CronTrigger("0 15 9-17 * * MON-FRI"));
關于Cron表達式的信息可以參考這篇博客 QuartZ Cron表達式 。另外還有一個可以在線生成Cron表達式的網站: CroMaker ,不過好像需要XX才能訪問。而且好像Spring不支持第二個星期一這樣的定時器設置,所以如果有這樣的需求,需要使用Quartz。
配置任務
任務配置既可以使用Java配置,也可以使用XML配置。不管使用哪種方法,首先需要將要執行的方法所在的類配置為Spring Bean。例如下面就用XML配置注冊了兩個要執行的任務。
<bean id="simpleService" class="yitian.study.service.SimpleService"/>
<bean id="expensiveTaskService"
class="yitian.study.service.ExpensiveTaskService"/>
Java配置
定時任務
首先看看Java配置。我們需要在配置類上添加@EnableScheduling,如果需要異步的定時任務,還需要添加@Async。
@Configuration
@EnableAsync
@EnableScheduling
public class TaskConfiguration {
}
然后在要執行的方法上添加@Scheduled注解。@Scheduled注解有幾個參數,任務會在相應參數的時間下執行。cron參數指定Cron表達式;fixedDelay指定任務執行的間隔,單位是毫秒;initialDelay指定當程序啟動后多長時間開始執行第一次任務,單位是毫秒;zone指定任務執行時間所在的時區。下面的例子簡單的指定了每隔一秒重復執行一次任務。
public class SimpleService implements IService {
@Scheduled(fixedDelay = 1000)
@Override
public void doService() {
LocalTime time = LocalTime.now();
System.out.println("This is a simple service:" + time);
}
}
異步任務
然后是異步任務,如果任務執行時間比較長的話,我們可以考慮使用異步的任務。當調用異步任務的時候,異步方法直接返回,異步任務會交由相應的任務執行器來執行。在Spring中標記異步方法很簡單,直接在方法上使用@Async注解。如果需要指定異步方法使用的執行器,可以向注解傳遞執行器的名稱。異步方法可以返回空值。
@Async("otherExecutor")
void doSomething(String s) {
// this will be executed asynchronously by "otherExecutor"
}
但是如果異步方法想返回其他值的話,就必須使用Future。不過不僅是 java.util.concurrent.Future ,異步方法還可以返回Spring的 org.springframework.util.concurrent.ListenableFuture 和JDK8的 java.util.concurrent.CompletableFuture 類型。
@Async
Future<String> returnSomething(int i) {
// this will be executed asynchronously
}
異步方法不僅可以用于定時任務中,在Spring的其他地方也可以使用。例如Spring Data JPA可以使用@Async編寫異步的查詢方法。
需要注意,異步方法沒有對應的XML配置,如果我們想讓方法是異步的,只能使用注解。當然也不是完全不行,不過就比較麻煩了,你需要使用 AsyncExecutionInterceptor 和AOP配合才能達到類似的效果。
如果需要處理異步方法的異常,我們需要實現一個 AsyncUncaughtExceptionHandler 。下面的異步異常處理器簡單的打印異常信息。
public class MyAsyncUncaughtExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {
@Override
public void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {
ex.printStackTrace();
}
}
然后通過實現 AsyncConfigurer 接口(Java配置方式)或者 task:annotation-driven (XML配置方式)的 exception-handler 元素來配置。
XML配置
Spring提供了task命名空間,讓配置定時任務非常簡單。
定時器
task:scheduler 會注冊一個 ThreadPoolTaskScheduler 定時器,它只有一個屬性線程池大小。默認是1,我們需要根據任務的數量指定一個合適的大小。
<task:scheduler id="threadPoolTaskScheduler"
pool-size="10"/>
執行器
task:executor 會注冊一個 ThreadPoolTaskExecutor 執行器,我們可以使用它的相關屬性來配置該執行器。默認情況下執行隊列是無限的,可能會導致JVM使用完所有內存。因此我們最好指定一個確定的數值。還有一個 rejection-policy 屬性,指定執行器隊列滿時的執行策略:默認是 AbortPolicy ,直接拋出異常;如果當系統忙時丟棄某些任務是可接受的,可以使用 DiscardPolicy 或 DiscardOldestPolicy 策略;當系統負載較重時還可以使用 CallerRunsPolicy ,它不會將任務交給執行器線程,而是讓調用者線程來執行該任務。最后一個就是 keep-alive 屬性,也就是超出線程池數量 線程完成任務之后的存活時間,單位是秒。
<task:executor id="threadPoolTaskExecutor"
pool-size="10"
queue-capacity="10"/>
執行任務
執行任務很簡單,使用 <task:scheduled-tasks> 指定要執行的Bean和方法即可。
<task:scheduled-tasks>
<task:scheduled ref="simpleService" method="doService"
cron="*/1 * * * * *"/>
<task:scheduled ref="expensiveTaskService" method="doService"
cron="*/2 * * * * *"/>
</task:scheduled-tasks>
要設置定時的話,只需要指定相應的屬性即可。
<task:scheduled-tasks scheduler="myScheduler">
<task:scheduled ref="beanA" method="methodA" fixed-delay="5000" initial-delay="1000"/>
<task:scheduled ref="beanB" method="methodB" fixed-rate="5000"/>
<task:scheduled ref="beanC" method="methodC" cron="*/5 * * * * MON-FRI"/>
</task:scheduled-tasks>
<task:scheduler id="myScheduler" pool-size="10"/>
Quartz集成
Quartz 是一個定時任務的庫。Spring也提供了它的支持。Quartz的使用方法請查閱相應文檔。這里只簡單介紹一下。
Spring的Quartz集成在 spring-context-support 包中,它還需要Spring事務的支持。因此我們需要下面這樣的依賴聲明。
compile group: 'org.springframework', name: 'spring-tx', version: springVersion
compile group: 'org.springframework', name: 'spring-context-support', version: springVersion
compile group: 'org.quartz-scheduler', name: 'quartz', version: '2.2.3'
定義任務
Quartz的任務需要繼承Quartz的Job接口。所以一個典型的任務可以寫成這樣。
public class QuartzService implements IService, Job {
@Override
public void doService() {
System.out.println("This is a quartz service");
}
@Override
public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
System.out.println("Do something in execute method of quartz");
}
}
JobDetailFactoryBean
JobDetailFactoryBean用來定義實現了Job接口的任務。如果需要添加更多信息,可以使用 jobDataAsMap 屬性設置。
<bean id="jobDetail"
class="org.springframework.scheduling.quartz.JobDetailFactoryBean">
<property name="jobClass" value="yitian.study.service.QuartzService"/>
<property name="jobDataAsMap">
<map>
<entry key="timeout" value="10"/>
</map>
</property>
</bean>
MethodInvokingJobDetailFactoryBean
如果任務沒有實現Job接口,也可以執行,這時候需要使用MethodInvokingJobDetailFactoryBean。如果存在任務對象,使用 targetObject 屬性,如果有任務類,使用 targetClass 屬性。
<bean id="methodJobDetail" class="org.springframework.scheduling.quartz.MethodInvokingJobDetailFactoryBean">
<property name="targetObject" ref="quartzService"/>
<property name="targetMethod" value="doService"/>
<property name="concurrent" value="true"/>
</bean>
觸發器
有了任務,就可以定義觸發器了。觸發器有兩個: SimpleTriggerFactoryBean ,以指定的間隔重復執行任務; CronTriggerFactoryBean ,以給定的Cron表達式執行任務。Quartz的Cron表達式比Spring 的強大,它支持第幾個星期幾這樣的Cron表達式。
<bean id="simpleTrigger" class="org.springframework.scheduling.quartz.SimpleTriggerFactoryBean">
<property name="jobDetail" ref="jobDetail"/>
<property name="startDelay" value="0"/>
<property name="repeatInterval" value="1000"/>
</bean>
<bean id="cronTrigger" class="org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerFactoryBean">
<property name="jobDetail" ref="methodJobDetail"/>
<property name="cronExpression" value="*/2 * * * * ?"/>
</bean>
執行任務
有了觸發器,我們就可以執行任務了。注冊一個 SchedulerFactoryBean ,然后將觸發器的Bean引用傳入即可。
<bean id="quartzScheduler" class="org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean">
<property name="triggers">
<list>
<ref bean="cronTrigger"/>
<ref bean="simpleTrigger"/>
</list>
</property>
</bean>
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