Spring任务调度核心概念模型

关于任务调度，Spring 有如下几个核心概念 :

• Task – 任务
  • 用于表示一个有待执行的任务；
  • 该任务有可能需要被执行一次；
    • 在特定的时间点执行一次；
    • 或者在某个时间点之后再延时特定的时间段之后执行一次；
  • 也有可能需要被反复执行多次；
    • 在特定时间点之后间隔特定的时间段重复执行；
    • 或者在 cron 表达式指定的运行时机重复执行；
  • Spring不存在针对任务对应的接口/类抽象，Spring中一个任务具体以一个Runnable 接口实现类对象的方式存在；
• TaskExecutor – 任务执行器
  • 表示执行任务(Task)的线程或者线程池；
  • 并不要求一定是线程池，可以是单个线程；
  • 并不要求一定是异步执行任务，也可以是同步执行任务。对应的，有接口AsyncTaskExecutor（及其子接口 SchedulingTaskExecutor 等）、实现类SyncTaskExecutor;
  • Spring存在一个接口TaskExecutor用于抽象该任务执行器概念；
  • Spring提供若干个内置TaskExecutor实现类,常见的如下 :
    • SyncTaskExecutor – 在调用者线程内同步执行任务；
    • SimpleAsyncTaskExecutor – 不重用线程，新建线程执行任务，实现了AsyncTaskExecutor接口；
    • ThreadPoolTaskExecutor – 最常用的基于线程池的任务执行器，实现了AsyncTaskExecutor、SchedulingTaskExecutor接口。其内部借助JDK的ThreadPoolExcutor实现；
• TaskScheduler – 任务执行调度器

  • 调度任务执行的工具

  • Spring中存在接口TaskScheduler抽象建模该概念

  • 能够按以下几种方式调度任务的执行

    • 在特定的时间点执行一次
      • ScheduledFuture schedule(Runnable task, <指定时间点>)
    • 以固定频率重复执行
      • ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, <指定时间周期>)
      • ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, <指定在该时间点之后重复执行> ,<指定时间周期>)
    • 延时执行一次
      • ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, <指定延时时间段>)
      • ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, <指定从该时间点之后开始延时> ,<指定延时时间段>)
    • 使用 Trigger 任务执行触发器 – 可定制，最灵活的一种任务执行触发机制；
      • ScheduledFuture schedule(Runnable task, Trigger trigger)
      • Spring提供Trigger接口用于建模任务触发器这一概念
      • Spring内置提供的 Trigger实现有 :
        • CronTrigger – 基于cron表达式的任务执行触发器
        • PeriodicTrigger – 创建延时执行一次或者固定周期执行多次的任务触发器

  • ScheduledFuture – 被调度了的任务执行

    • Spring使用ScheduledFuture接口抽象表示概念"被调度了的任务"，该任务会在将来某个时刻被执行；
    • Spring通过ScheduledFuture接口可以取消调度了的任务或者检查该任务执行是否已经完成；
  • 在Spring中的默认实现是 ThreadPoolTaskScheduler，其是对jdk ScheduledExecutorService 的包装。

  • 参考资料

    • 官方文档 : Task Execution and Scheduling

 

与Java自身的任务概念的一些关系：TaskExcutor接口 继承自 java.util.concurrent.Excutor 接口，ThreadPoolTaskExcutor、ThreadPoolExcutor分别是两者的一个实现。

在Spring中，使能异步能力（在main方法加 @EnableAsync ）后，通过在方法上加  @Aync  即可达到让方法异步执行的目的。

原理：Spring将会为该方法创建切面，在执行到切面时将目标方法包装成一个任务，确定要用到的AsyncTaskExecutor执行并将任务提交给其执行（见 AsyncExecutionInterceptor#invoke 方法）。因此，异步执行的效果取决于执行该任务的AsyncTaskExecutor。

容器中可能有多个用于执行该任务的AsyncTaskExecutor：用户自定义并注册到容器中的，或者框架的默认者 SimpleAsyncTaskExecutor 。后者很低效，每来个任务都创建新线程执行（见其 doExecute 方法），故项目中最好要自定义AsyncTaskExecutor，且为不同的业务任务集定义各自的TaskExcutor。自定义的示例：

@Configuration
public class AsyncTaskExcutorConfig implements AsyncConfigurer {

    public static final String CUSTOM_TASK_EXECUTOR = "threadPoolTaskExecutor";

    @Override
    @Bean(value = CUSTOM_TASK_EXECUTOR)
    public Executor getAsyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        taskExecutor.setCorePoolSize(10);
        taskExecutor.setMaxPoolSize(30);
        taskExecutor.setQueueCapacity(10240);
        taskExecutor.setKeepAliveSeconds(180);
        taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        taskExecutor.setThreadNamePrefix("ss-async-thread-");
        taskExecutor.initialize();
        return taskExecutor;
    }
}

可通过 @Async 的value属性指定名字来指定要用来执行该方法的AsyncTaskExcutor。在切面执行时将会优先根据名字来查对应的执行器，若找不到则用默认的执行器 SimpleAsyncTaskExecutor （见 AsyncExecutionInterceptor#determineAsyncExecutor 和 #getDefaultExecutor 方法）。可见，最好使用自定义的执行器，不然默认者效率低。

在Spring中，任务调度的原理与上面类似， @EnableScheduling @Scheduled  。