任务调度
一、 传统任务调度
cron表达式
* 表示匹配该域的任意值。
? 只能用在DayofMonth和DayofWeek两个域，表示匹配域的任意值。
- 表示范围
/ 表示起始时间开始触发，然后每隔固定时间触发一次
, 表示列出枚举值值。
L 表示最后，只能出现在DayofWeek和DayofMonth域
W 表示有效工作日(周一到周五),只能出现在DayofMonth域
LW 这两个字符可以连用，表示在某个月最后一个工作日，即最后一个星期五。
# 用于确定每个月第几个星期几，只能出现在DayofMonth域。例如在4#2，表示某月的第二个星期三
1 Quartz 框架
1.1 Quartz Scheduler 开源框架
Quartz是开源任务调度框架中的翘首，是 java 业务界事实上的任务调度标准。
1.2 Quartz 核心元素
scheduler：任务调度器
trigger：触发器，用于定义任务调度时间规则
job：任务，即被调度的任务
misfire：错过的，指本来应该被执行但实际没有被执行的任务调度
1.3 Quartz 的线程
有两类线程，Scheduler 调度线程和任务执行线程，其中触发器（trigger）和任务（job）执行线程通常使用一个线程池维护一组线程。
1.4 Quartz用法
1.4.1 配置目标任务
pom.xml引Quartz入依赖
<dependency> <groupId>org.quartz-scheduler</groupId> <artifactId>quartz</artifactId> </dependency>
Spring Quartz 实现 Job 任务有两种方式：
第一种：实现 org.quartz.Job 接口，有耦合性，可以将系统调度参数通过上下文环境传给业务方法
第二种：不需要继承，解耦合方式，纯粹只是定时执行bean方法，只需要在配置
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文件中定义 org.springframework.scheduling.quartz.MethodInvokingJobDetailFactoryBean，并指定它的 targetObject 属性为 Job 任务
类，targetMethod 属性为任务方法就可以了。传入这两个参数，也就是传入java标准的反射信息，故入参业务bean是单例
1.4.2 配置触发器
简单触发器，将实现Job接口的任务bean交给SimpleTriggerFactoryBea
cron触发器
1.4.3 配置调度工厂
Quartz侧重于触发的管理，对于具体的任务管理相对较弱；一个trigger只能绑定一个任务，一个任务可以被多个trigger绑定
Quartz配置类
package com.quartz.config; import com.quartz.job.BusinessJob; import com.quartz.job.XXXService; import org.quartz.JobDataMap; import org.quartz.JobDetail; import org.quartz.Trigger; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerFactoryBean; import org.springframework.scheduling.quartz.JobDetailFactoryBean; import org.springframework.scheduling.quartz.MethodInvokingJobDetailFactoryBean; import org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean; import org.springframework.scheduling.quartz.SimpleTriggerFactoryBean; /** * Created by Peter on 11/15 015. */ @Configuration public class QuartzConfig { /** * 耦合业务---①创建job * 将调度环境信息传递给业务方法，如：调度时间，批次等 * @return */ @Bean(name = "businessJobDetail") public JobDetailFactoryBean businessJobDetail() { JobDetailFactoryBean jobDetailFactoryBean = new JobDetailFactoryBean(); //业务bean是多例的还是单例的？--传的是class，每次调度都会实例一个bean，所以是多例，不会有并发问题 jobDetailFactoryBean.setJobClass(BusinessJob.class); //将参数封装传递给job JobDataMap jobDataMap =new JobDataMap(); jobDataMap.put("time",System.currentTimeMillis());//每次调度这个参数不会变，如固定业务参数值 jobDetailFactoryBean.setJobDataAsMap(jobDataMap); return jobDetailFactoryBean; } /** * 普通业务类 * @param serviceBean 入参是业务bean，固是单例的，也就存在并发安全问题 * @return */ @Bean(name = "serviceBeanDetail") public MethodInvokingJobDetailFactoryBean serviceBeanDetail(XXXService serviceBean) { MethodInvokingJobDetailFactoryBean jobDetail = new MethodInvokingJobDetailFactoryBean(); // 是否并发执行 jobDetail.setConcurrent(false); // 需要执行的实体bean jobDetail.setTargetObject(serviceBean); // 需要执行的方法 jobDetail.setTargetMethod("business"); return jobDetail; } /** * 注入的 beanName = businessJobDetail-----②trigger绑定job * @param businessJobDetail * @return */ // 简单触发器 @Bean(name = "simpleTrigger") public SimpleTriggerFactoryBean simpleTrigger(JobDetail businessJobDetail) { SimpleTriggerFactoryBean trigger = new SimpleTriggerFactoryBean(); trigger.setJobDetail(businessJobDetail); // 设置任务启动延迟 trigger.setStartDelay(0); // 每10秒执行一次 trigger.setRepeatInterval(10000); return trigger; } /** * 注入的beanName = serviceBeanDetail * @param serviceBeanDetail * @return */ //cron触发器 @Bean(name = "cronTrigger") public CronTriggerFactoryBean cronTrigger(JobDetail serviceBeanDetail) { CronTriggerFactoryBean triggerFactoryBean = new CronTriggerFactoryBean(); triggerFactoryBean.setJobDetail(serviceBeanDetail); triggerFactoryBean.setCronExpression("0/5 * * * * ?"); return triggerFactoryBean; } /** * 调度工厂,将所有的触发器引入------③注册触发器 * @return */ @Bean(name = "scheduler") public SchedulerFactoryBean schedulerFactory(Trigger simpleTrigger, Trigger cronTrigger) { SchedulerFactoryBean bean = new SchedulerFactoryBean(); // 延时启动，应用启动1秒后 bean.setStartupDelay(1); // 注册触发器 bean.setTriggers(simpleTrigger,cronTrigger); return bean; } }
实现Job接口任务bean
package com.quartz.job; import org.quartz.Job; import org.quartz.JobDataMap; import org.quartz.JobExecutionContext; import org.quartz.JobExecutionException; public class BusinessJob implements Job{ int i = 0; public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException { JobDataMap dataMap = context.getJobDetail().getJobDataMap(); String name = dataMap.get("time").toString(); //参数 business(name); } //重型任务，1000W数据统计，把任务敲碎 -- E-job private void business(String time){ //竞争锁逻辑代码 ..... i++; //并发安全，因为是job多例方式被触发 System.out.println("实现Job接口 --- 参数time:"+time+", thread:" + Thread.currentThread().getName() ); } }
到此配置完成
启动应用，即可启动定时任务
2 spring task 调度器用法
Spring 从 3.0 开始增加了自己的任务调度器，它是通过扩展 java.util.concurrent 包下面的类来实现的，它也使用 Cron 表达式。
使用 spring task 非常简单，只需要给定时任务类添加@Component 注解，给任务方法添加@Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")注
解，并让 Spring 扫描到该类即可。
如果定时任务很多，可以配置 executor 线程池，这里 executor 的含义和 java.util.concurrent.Executor 是一样的，pool-size 的大
小官方推荐为 5~10。scheduler 的 pool-size 是 ScheduledExecutorService 线程池。
定时任务类
package com.enjoy.schedule; import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling; import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled; import org.springframework.stereotype.Component; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; /** * 2021-12-17 * 单线程调度时（没有开启 ScheduleConfig 配置），getTask1和getTask2是同一线程调度，也就是同步执行 * */ @Component @EnableScheduling public class TaskConfig { private static final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-mm-dd HH:mm:ss"); @Scheduled(fixedDelayString = "5000") //单机 public void getTask1() { //竞争锁逻辑代码 ..... System.out.println("getTask1，当前时间：" + dateFormat.format(new Date())+",线程号："+Thread.currentThread().getName()); // throw new RuntimeException("xxxxx"); } @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?") public void getTask2() { System.out.println("getTask2，当前时间：" + dateFormat.format(new Date())+",线程号："+Thread.currentThread().getName()); } }
不推荐单线程模式：
任务执行默认单线程且 任务调度为同步模式，上一调度对下一调度有影响；
开启线程池支持配置类
package com.enjoy.schedule; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling; import org.springframework.scheduling.annotation.SchedulingConfigurer; import org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar; import java.util.concurrent.Executor; import java.util.concurrent.Executors; /** * 2021-12-17 * 没有此配置，则schedule为单线程串行执行 */ @Configuration @EnableScheduling public class ScheduleConfig implements SchedulingConfigurer { public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) { taskRegistrar.setScheduler(taskExecutor()); } /** * 配置线程池---触发器和任务共用的线程池 * @return */ @Bean(destroyMethod="shutdown") public Executor taskExecutor() { return Executors.newScheduledThreadPool(10); } }
在系统需要运行大量耗时定时任务的场景下，使用简单定时任务类似 Quartz 或者 spring task 等定时任务框架无法满足对并发处理性能、监控管理及运维拓展的要求。
此时，定时任务主要面临以下几个新问题：
①集群部署时，多节点重复执行某一任务
②大量的任务管理困难
③资源分配不均匀：就算分布式锁能完美处理，多台服务器情况下，任务耗时超长，怎么动态切分给其它机器并行执行，不然其余服务就空着，资源浪费
④单点风险，如果这点服务宕掉了，任务能不能再重新拉起来继续跑
简单地说，如果仅仅面向解决第一个问题，我们可以借助分布式锁，来规避节点的执行难题（有兴趣的可参考分布式锁的使用），下面来看下分布式任务调度框架elastic-job和xxl-job框架
二、分布式任务调度
分布式任务调度方案大全
1 Elastic-job 去中心化
Elastic-Job 是一个分布式调度解决方案，由两个相互独立的子项目 Elastic-Job-Lite 和Elastic-Job-Cloud 组成。Elastic-Job-Lite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。
基于 quartz 定时任务框架为基础的，因此具备 quartz 的大部分功能；依赖zookeeper做协调，调度中心，更加轻量级
支持任务的分片
支持弹性扩容,可以水平扩展, 当任务再次运行时，会检查当前的服务器数量，重新分片，分片结束之后才会继续执行任务
失效转移，容错处理，当一台调度服务器宕机或者跟 zookeeper 断开连接之后，会立即停止作业，然后再去寻找其他空闲的调度服务器，来运行剩余的任务
提供运维界面，可以管理作业和注册中心。
1.1 使用场景：
①分布式调度协调
②弹性扩容/缩容
③失效转移
④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
⑤支持并行调度
⑥支持作业生命周期操作
⑦错过执行作业重触发
下面主要介绍 Elastic-Job-Lite 的去中心化解决方案
1.2 添加依赖：
pom.xml引入依赖
<dependencies> <!-- 引入当当网 e-job 包 maven中央仓库没有这个源--> <dependency> <groupId>com.github.yinjihuan</groupId> <artifactId>elastic-job-spring-boot-starter</artifactId> <version>1.0.2</version> </dependency> </dependencies> <!-- e-job 中央仓库没有，需手动添加到自己仓库或者上传到公司私有仓库 --> <repositories> <repository> <id>jitpack.io</id> <url>https://jitpack.io</url> </repository> </repositories>
1.3 配置：依赖zookeeper
application.properties 配置zk注册中心
# zk注册中心 主要是选举（以哪个触发器为准trigger）、分布式锁（分段任务）
elastic.job.zk.serverLists=192.168.78.130:2181
elastic.job.zk.namespace=hong_elastic
spring.main.allow-bean-definition-overriding=true
server.port=8281
1.4 定时任务编写
Elastic-job常用的两种类型定时任务：Simple类型都是任务，Dataflow类型定时任务；
Simple类型需要实现SimpleJob接口，没有经过任何封装的简单任务实现，和Quartz原生相似
Dataflow类型主要用于处理数据流，需实现DataflowJob接口，可以根据需要进行覆盖抓取(fetchData)和处理(processData)数据
1.4.1 使用e-job注解，实现SimpleJob接口
@ElasticJobConf( name = "自定义EjoySimpleJob",//自定义 cron = "0/5 * * * * ?", shardingItemParameters = "0=aaa,1=bbb|ccc", //数据分片参数，固定格式 0=param0,1=param1,2=param21|param22 shardingTotalCount = 2,//上面数据切片的数量 listener = "com.enjoy.handle.MessageElasticJobListener",//任务监听 jobExceptionHandler = "com.enjoy.handle.CustomJobExceptionHandler"//自定义异常处理 )
| cron | cron表达式，用于配置作业触发时间 |
| sharding-total-count | 作业分片总数 |
| sharding-item-parameters | 分片序列和参数用等号分隔，多个键值对用逗号分隔，分片序号从0开始，不可大于或等于作业分片总数，如：0=a,1=b,2=c|d|e |
| job-parameter | 作业自定义参数，可以配置多个相同作业，但是用不同的参数作为不同的调度实例 |
| misfire | 是否开启错过任务重新执行 |
| listener | 任务开始和结束时，自定义的处理功能 |
| jobExceptionHandler | 任务异常时，自定义处理 |
1.5 任务启动
springboot在启动类上加上@EnableElasticJob注解启动ElasticJob即可
package com.hong.job; import com.cxytiandi.elasticjob.annotation.ElasticJobConf; import com.dangdang.ddframe.job.api.ShardingContext; import com.dangdang.ddframe.job.api.simple.SimpleJob; import com.hong.business.EnjoyBusiness; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; @ElasticJobConf( name = "自定义EjoySimpleJob",//自定义 cron = "0/5 * * * * ?", shardingItemParameters = "0=beijing|shenzhen,1=shanghai", //数据分片参数，固定格式 0=param0,1=param1,2=param21|param22 shardingTotalCount = 2,//上面数据切片的数量 listener = "com.hong.handle.MessageElasticJobListener",//任务监听 jobExceptionHandler = "com.hong.handle.CustomJobExceptionHandler"//自定义异常处理 ) public class EnjoySimpleJob implements SimpleJob { @Autowired private EnjoyBusiness enjoyBusiness; /** * 启动后根据设定的cron定时去调用这个方法 * @param context */ public void execute(ShardingContext context) { System.out.println("EnjoySimpleJob,当前分片："+context.getShardingParameter()); //当前起始 //context.getShardingParameter(),回返切片信息beijing String sql = enjoyBusiness.getSql(context.getShardingParameter()); enjoyBusiness.process(sql); } }
任务监听 MessageElasticJobListener
package com.hong.handle; import com.dangdang.ddframe.job.executor.ShardingContexts; import com.dangdang.ddframe.job.lite.api.listener.ElasticJobListener; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; /** * 作业监听器 */ public class MessageElasticJobListener implements ElasticJobListener { @Override public void beforeJobExecuted(ShardingContexts shardingContexts) { String date = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()); String msg = date + " 【任务开始执行-" + shardingContexts.getJobName() + "】"; System.out.println("beforeJobExecuted执行前给管理发邮件："+msg); } @Override public void afterJobExecuted(ShardingContexts shardingContexts) { String date = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()); String msg = date + " 【任务执行结束-" + shardingContexts.getJobName() + "】" ; System.out.println("afterJobExecuted执行后给管理发邮件："+msg); System.out.println(); } }
自定义异常处理
package com.hong.handle; import com.dangdang.ddframe.job.executor.handler.JobExceptionHandler; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; /** * 自定义异常处理 */ public class CustomJobExceptionHandler implements JobExceptionHandler { private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CustomJobExceptionHandler.class); @Override public void handleException(String jobName, Throwable cause) { logger.error(String.format("Job '%s' exception occur in job processing", jobName), cause); System.out.println("自定义作业异常处理=========》给管理发邮件：【"+jobName+"】任务异常。" + cause.getMessage()); } }
①单台服务
②集群部署时
可以看到，集群时，会动态扩容；
同样，如果某台服务宕掉，那么对应的任务会转移到其它服务执行；
2 xxl-job 集权中心化
如果项目里面有一堆job，不但会影响启动速度，而且不好管理，那么x-job就是由job配置中心管理通过quartz控制客户端的job触发时机，然后通过nettry rpc调用执行客户端具体实现。
详见官方文档：https://www.xuxueli.com/xxl-job/#《分布式任务调度平台XXL-JOB》
2.1 x-job需要一个部署调度中心
github 下载：https://github.com/xuxueli/xxl-job
统一管理任务调度平台上调度任务，负责触发调度执行，并且提供任务管理平台。
下载好代码包后，第一步执行 doc 中的 db 脚本，创建好数据库表
更改调度中心配置文件：xxl-job-admin\src\main\resources\application.properties
启动管理中心 XxlJobAdminApplication 即可
2.2 调度中心集群
在生产环境中，需要提升调度系统容灾和可用性，调度中心支持集群部署，只需要多台部署连接同一套数据库即可。
建议：推荐通过 nginx 为调度中心集群做负载均衡，分配域名。
2.3 部署执行器项目（业务系统）
执行器就是我们的业务系统，负责接收“调度中心”的调度并执行业务任务；下面简介集成步骤：
2.3.1 引入依赖
<dependency> <groupId>com.xuxueli</groupId> <artifactId>xxl-job-core</artifactId> <version>2.0.2</version> </dependency>
2.3.2 执行器配置
### 调度器的地址----- 发消息
xxl.job.admin.addresses=http://localhost:8080/xxl-job-admin
### 当前执行器的标识名称，同一个名字的执行器构成集群
xxl.job.executor.appname=xxl-enjoy
# 执行器与调度器通信的 ip / port
xxl.job.executor.ip=
xxl.job.executor.port=9991
### job-job, access token
xxl.job.accessToken=
### job-job log path
xxl.job.executor.logpath=/logs/xxl/job
### job-job log retention days
xxl.job.executor.logretentiondays=-1
### 调度中心部署跟地址 [选填]：如调度中心集群部署存在多个地址则用逗号分隔。执行器将会使用该地址进行"执行器心跳注 册"和"任务结果回调"；为空则关闭自动注册；
xxl.job.admin.addresses=http://127.0.0.1:8080/xxl-job-admin
### 执行器 AppName [选填]：执行器心跳注册分组依据；为空则关闭自动注册
xxl.job.executor.appname= xxl-enjoy
### 执行器 IP [选填]：默认为空表示自动获取 IP，多网卡时可手动设置指定 IP，该 IP 不会绑定 Host 仅作为通讯实用；地址信息 用于 "执行器注册" 和 "调度中心请求并触发任务"；
xxl.job.executor.ip=
### 执行器端口号 [选填]：小于等于 0 则自动获取；默认端口为 9999，单机部署多个执行器时，注意要配置不同执行器端口；
xxl.job.executor.port=9999 ### 执行器通讯 TOKEN [选填]：非空时启用；
xxl.job.accessToken=
### 执行器运行日志文件存储磁盘路径 [选填] ：需要对该路径拥有读写权限；为空则使用默认路径；
xxl.job.executor.logpath=/data/applogs/xxl-job/jobhandler
### 执行器日志保存天数 [选填] ：值大于 3 时生效，启用执行器 Log 文件定期清理功能，否则不生效；
xxl.job.executor.logretentiondays=-1
2.3.3 执行器组件配置
需要将上面的执行器各项参数，配置到 XxlJobSpringExecutor 组件中，创建如下
@Bean(initMethod = "start", destroyMethod = "destroy") public XxlJobSpringExecutor xxlJobExecutor() { logger.info(">>>>>>>>>>> job-job config init."); XxlJobSpringExecutor xxlJobSpringExecutor = new XxlJobSpringExecutor(); xxlJobSpringExecutor.setAdminAddresses(adminAddresses); xxlJobSpringExecutor.setAppName(appName); xxlJobSpringExecutor.setIp(ip); xxlJobSpringExecutor.setPort(port); xxlJobSpringExecutor.setAccessToken(accessToken); xxlJobSpringExecutor.setLogPath(logPath); xxlJobSpringExecutor.setLogRetentionDays(logRetentionDays); return xxlJobSpringExecutor; }
2.3.4 任务编写
任务类必须实现 IJobHandler 接口，它的 execute 方法即为执行器执行入口
@JobHandler(value="enjoySharding")所标的名字是调度中心新建任务的JobHandler
package com.enjoy.job; import com.enjoy.business.EnjoyBusiness; import com.xxl.job.core.biz.model.ReturnT; import com.xxl.job.core.handler.IJobHandler; import com.xxl.job.core.handler.annotation.JobHandler; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.stereotype.Component; /** * 普通任务 */ @JobHandler(value="enjoySimple") //value值对应的是调度中心新建任务的JobHandler @Component public class EnjoySimple extends IJobHandler { @Autowired private EnjoyBusiness enjoyBusiness; @Override public ReturnT<String> execute(String param) throws Exception { enjoyBusiness.process(1,1,param); // int i = 1/0; return SUCCESS; } }
2.3.5 调度中心新建任务
启动执行器（项目），调度中心启动任务
任务异常，会发送邮件到设定的邮箱
