Java实现任务调度定时方式总结

一、java最基本方式使用

使用java.util.Timer类

 public class TimedTask {
    private static void useTimerImplTimedTask(){
        // 第一个参数是任务，第二个参数为首次执行的延时时间，第三个参数为定时执行的间隔时间，时间单位是毫秒
        new Timer().scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() { 
                System.out.println("Local Time is " + new Date().toString());
            }
        },0L,1000L);
    }
    public static void main(String[] args) {
        useTimerImplTimedTask();
    }
}

使用java.util.concurrent.ScheduledExecutorService

 public class TimedTask {
    private static void userScheduledExecutorServiceImplTiemdTask(){
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Local Time is " + new Date().toString());
            }
        };
        ScheduledExecutorService service = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        // 第一个参数是任务，第二个参数为首次执行的延时时间，第三个参数为定时执行的间隔时间,第四个参数是时间单位
        service.scheduleAtFixedRate(runnable, 0L, 1L, TimeUnit.SECONDS);
    }
    public static void main(String[] args) {
        userScheduledExecutorServiceImplTiemdTask();
    }
}

这样不好，建议创建使用线程池

推荐使用java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor结合org.apache.commons.lang3.concurrent.BasicThreadFactory

 public class TimedTask {
    private static void useScheduledThreadPoolExecutorImplTimedTask(){
        ScheduledThreadPoolExecutor scheduledThreadPoolExecutor = new ScheduledThreadPoolExecutor(
                1, new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("schedule-pool-%d").daemon(false).build());
        // 第一个参数是任务，第二个参数为首次执行的延时时间，第三个参数为定时执行的间隔时间,第四个参数是时间单位
        scheduledThreadPoolExecutor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Local Time is " + new Date().toString());
            }
        }, 0L, 1L, TimeUnit.SECONDS);
    }
    public static void main(String[] args) {
        useScheduledThreadPoolExecutorImplTimedTask();
    }
}

使用java.lang.Thread方式

 public class TimedTask {
    private static void useThreadImplTimedTask(){
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    System.out.println("Local Time is " + new Date().toString());
                    try {
                        //时间间隔，单位是毫秒
                        Thread.sleep(1000L);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
    }
    public static void main(String[] args) {
        useThreadImplTimedTask();
    }
}

这种方式不优雅

二、Quartz框架实现

Quartz是一个强大任务调度框架，一个简单示例：

 <dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
        <artifactId>quartz</artifactId>
        <version>2.3.0</version>
    </dependency>
</dependencies>

任务逻辑

/**
* 实现任务，任务执行逻辑
*/
public class HelloJob implements Job {
    public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
        Date date = new Date();
        SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println("现在的时间是："+ sf.format(date));
        //每两秒钟打印
        System.out.println("Hello");
        //每天晚上12点执行任务
        //System.out.println("开始生成任务报表");
    }
}

任务调度

 /**
* 任务调用，或者说任务触发地方
* 一个基本Quartz的任务再来介绍一下Quartz的3个重要组成，JobDetail，Trigger，Scheduler
* Scheduler - 用于与调度程序交互的主程序接口。
* Job - 我们预先定义的希望在未来时间能被调度程序执行的任务类。
* JobDetail - 使用JobDetail来定义定时任务的实例。
* Trigger - 触发器，表明任务在什么时候会执行，执行的时间条件。
* JobBuilder -用于声明一个任务实例，也可以定义关于该任务的详情比如任务名、组名等，这个声明的实例将会作为一个实际执行的任务。
* TriggerBuilder - 触发器创建器，用于创建触发器trigger实例。
* 一个调度器过程
* 1、创建调度工厂();  　　
* 2、根据工厂取得调度器实例();  　　
* 3、Builder模式构建子组件<Job,Trigger> 　　 // builder模式, 如JobBuilder、TriggerBuilder、DateBuilder
* 4、通过调度器组装子组件  调度器.组装<子组件1,子组件2...>  　　
* 5、调度器.start();
*/
public class HelloScheduler {
    public static void main(String[] args) throws SchedulerException {
        //创建一个任务的实例，将该实例与HelloJob Class绑定
        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(HelloJob.class).withIdentity("demoJob").build();
        //创建一个Trigger触发器的实例，定义该job立即执行，并且每4秒执行一次，一直执行
        SimpleTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("demoTrigger").startNow().withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(4).repeatForever()).build();
        //每天晚上12点触发任务
        //CronTrigger cronTrigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("cronTrigger").withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 0 12 * * ?")).build();
        /**
        * cron表达式编写规则
        * Quartz Cron 表达式支持7个域 ,分别是秒/分/时/日/月/周/年，其中年是非必须项
        */
        //创建schedule实例
        StdSchedulerFactory factory = new StdSchedulerFactory();
        Scheduler scheduler = factory.getScheduler();
        //执行任务
        scheduler.start();
        scheduler.scheduleJob(jobDetail,trigger);
    }
}

cron表达式编写规则

Quartz Cron 表达式支持7个域 ,分别是秒/分/时/日/月/周/年，其中年是非必须项

名称    是否必须    允许值    特殊字符
秒    是    0-59    , - * /
分    是    0-59    , - * /
时    是    0-23    , - * /
日    是    1-31    , - * ? / L W C
月    是    1-12 或 JAN-DEC    , - * /
周    是    1-7 或 SUN-SAT    , - * ? / L C #
年    否    空 或 1970-2099    , - * /
cron表达式中不区分大小写.

星号(*)：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如， 在分钟字段时，表示“每分钟”；
问号（?）：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于点位符；
减号(-)：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从10到12点，即10,11,12；
逗号(,)：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；
斜杠(/)：x/y表达一个等步长序列，x为起始值，y为增量步长值。如在分钟字段中使用0/15，则表示为0,15,30和45秒，而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50，你也可以使用*/y，它等同于0/y；
L：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中，表示这个月份的最后一天，如一月的31号，非闰年二月的28号；如果L用在星期中，则表示星期六，等同于7。但是，如果L出现在星期字段里，而且在前面有一个数值X，则表示“这个月的最后X天”，例如，6L表示该月的最后星期五；
W：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日，如果该月15号是星期六，则匹配14号星期五；如果15日是星期日，则匹配16号星期一；如果15号是星期二，那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月，如你指定1W，如果1号是星期六，结果匹配的是3号星期一，而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；
LW组合：在日期字段可以组合使用LW，它的意思是当月的最后一个工作日；
井号(#)：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五，#3表示当前的第三个)，而4#5表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；
C：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。
Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。
官方示例：
表示式    说明
0 0 12 * * ?    每天12点运行
0 15 10 * * ?    每天10:15运行
0 15 10 * * ? 2008    在2008年的每天10：15运行
0 * 14 * * ?    每天14点到15点之间每分钟运行一次，开始于14:00，结束于14:59。
0 0/5 14 * * ?    每天14点到15点每5分钟运行一次，开始于14:00，结束于14:55。
0 0/5 14,18 * * ?    每天14点到15点每5分钟运行一次，此外每天18点到19点每5钟也运行一次。                         
0 0-5 14 * * ?    每天14:00点到14:05，每分钟运行一次。
0 10,44 14 ? 3 WED    3月每周三的14:10分到14:44，每分钟运行一次。
0 15 10 ? * MON-FRI    每周一，二，三，四，五的10:15分运行。
0 15 10 15 * ?    每月15日10:15分运行。
0 15 10 L * ?    每月最后一天10:15分运行。
0 15 10 ? * 6L    每月最后一个星期五10:15分运行。
0 15 10 ? * 6L 2007-2009                             在2007,2008,2009年每个月的最后一个星期五的10:15分运行。
0 15 10 ? * 6#3    每月第三个星期五的10:15分运行。

Quartz对任务调度的领域问题进行了高度的抽象，提出了调度器、任务和触发器这3个核心的概念，主要类和接口解释：

Job：是一个接口，只有一个方法void execute(JobExecutionContext context)，开发者实现该接口定义运行任务，JobExecutionContext类提供了调度上下文的各种信息。Job运行时的信息保存在JobDataMap实例中；

JobDetail：Quartz在每次执行Job时，都重新创建一个Job实例，所以它不直接接受一个Job的实例，它接收一个Job实现类，以便运行时通过newInstance()的反射机制实例化Job。因此需要通过一个类来描述Job的实现类及其它相关的静态信息，如Job名字、描述、关联监听器等信息，JobDetail承担了这一角色。

Trigger：是一个类，描述触发Job执行的时间触发规则。主要有SimpleTrigger和CronTrigger这两个子类。当仅需触发一次或者以固定时间间隔周期执行，SimpleTrigger是最适合的选择；而CronTrigger则可以通过Cron表达式定义出各种复杂时间规则的调度方案；

Calendar：org.quartz.Calendar和java.util.Calendar不同，它是一些日历特定时间点的集合，一个Trigger可以和多个Calendar关联，以便排除或包含某些时间点。

Scheduler：代表一个Quartz的独立运行容器，Trigger和JobDetail可以注册到Scheduler中，两者在Scheduler中拥有各自的组及名称，组及名称是Scheduler查找定位容器中某一对象的依据，Trigger的组及名称必须唯一，JobDetail的组和名称也必须唯一（但可以和Trigger的组和名称相同，因为它们是不同类型的）。Scheduler定义了多个接口方法，允许外部通过组及名称访问和控制容器中Trigger和JobDetail。

Scheduler可以将Trigger绑定到某一JobDetail中，这样当Trigger触发时，对应的Job就被执行。一个Job可以对应多个Trigger，但一个Trigger只能对应一个Job。可以通过SchedulerFactory创建一个Scheduler实例。Scheduler拥有一个SchedulerContext，保存着Scheduler上下文信息，Job和Trigger都可以访问SchedulerContext内的信息。SchedulerContext内部通过一个Map，以键值对的方式维护这些上下文数据，SchedulerContext为保存和获取数据提供了多个put()和getXxx()的方法。可以通过Scheduler# getContext()获取对应的SchedulerContext实例；

ThreadPool：Scheduler使用一个线程池作为任务运行的基础设施，任务通过共享线程池中的线程提高运行效率。

Job有一个StatefulJob子接口，代表有状态的任务，该接口是一个没有方法的标签接口，其目的是让Quartz知道任务的类型，以便采用不同的执行方案。无状态任务在执行时拥有自己的JobDataMap拷贝，对JobDataMap的更改不会影响下次的执行。而有状态任务共享共享同一个JobDataMap实例，每次任务执行对JobDataMap所做的更改会保存下来，后面的执行可以看到这个更改，也即每次执行任务后都会对后面的执行发生影响。

    所以，无状态的Job可以并发执行，而有状态的StatefulJob不能并发执行，这意味着如果前次的StatefulJob还没有执行完毕，下一次的任务将阻塞等待，直到前次任务执行完毕。有状态任务比无状态任务需要考虑更多的因素，程序往往拥有更高的复杂度，因此除非必要，应该尽量使用无状态的Job。
　　如果Quartz使用了数据库持久化任务调度信息，无状态的JobDataMap仅会在Scheduler注册任务时保持一次，而有状态任务对应的JobDataMap在每次执行任务后都会进行保存。

　　Trigger自身也可以拥有一个JobDataMap，其关联的Job可以通过JobExecutionContext#getTrigger().getJobDataMap()获取Trigger中的JobDataMap。不管是有状态还是无状态的任务，在任务执行期间对Trigger的JobDataMap所做的更改都不会进行持久，也即不会对下次的执行产生影响。

　　Quartz拥有完善的事件和监听体系，大部分组件都拥有事件，如任务执行前事件、任务执行后事件、触发器触发前事件、触发后事件、调度器开始事件、关闭事件等等，可以注册相应的监听器处理事件。

Quartz的3大API之Job https://www.cnblogs.com/zhanghaoliang/p/7886110.html

三、Spring方式实现

1、使用注解

在spring配置中加入task的命名空间：

1
2
3

 xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/task
        http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-4.0.xsd"

然后使用task配置扫描注解

1
2
3

 <!-- 定时任务 -->
<task:annotation-driven scheduler="qbScheduler" mode="proxy"/> 
<task:scheduler id="qbScheduler" />

此时就可以直接使用@Scheduled(cron = “时间格式串”)，应用该注解就可以实现定时的功能。

 @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")  //每隔5秒执行一次定时任务
public void consoleInfo(){
    System.out.println("定时任务");
}

2、不使用注解实现定时任务

 xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
xsi:schemaLocation=" http://www.springframework.org/schema/task  
        http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-3.0.xsd”
                        <description>
        定时任务
    </description>
    //定时注解驱动
    <task:annotation-driven />
    //进行定时任务的类，将其定义为一个bean
    <bean id="spaceStatisticsService" class="com.pojo.system.manager.sigar.impl.SpaceStatisticsServiceImpl"></bean>
    //通过task标签，定义定时功能
    <task:scheduled-tasks>
        <task:scheduled ref="spaceStatisticsService" method="statisticSpace" cron="59 59 23 * * ?" />
    </task:scheduled-tasks>

Java：

 @Service
public class SpaceStatisticsServiceImpl implements SpaceStatisticsService{
    @Override
    public void statisticSpace()    {
        System.out.println("实现定时功能");
    }
}

3、spring boot上使用

开启定时任务功能

 @SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class ReadingListApplication {
    public static void main(String[] args) {
        //启动入口
        SpringApplication.run(ReadingListApplication.class, args);
    }
}
任务：
 @Component
public class Task {
    @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
    public void pringMsg(){
        System.out.println(11);
    }
}

运行项目就会有结果

上面是单线程执行，如果需要并发多线程执行，这样做：

增加配置

/**
* 并发任务，使其任务在多线程执行。
* 通过ScheduleConfig配置文件实现SchedulingConfigurer接口，并重写setSchedulerfang方法
*/
@Configuration
class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {
    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
        scheduledTaskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(2));//分配两个线程
    }
}
多个任务：
 @Component
public class Task {
    @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
    public void pringMsg(){
        DateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println(sdf.format(new Date())+"----每5秒执行一次");
    }
    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void pringMsg1(){
        DateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println(sdf.format(new Date())+"----每1秒执行一次");
    }
}

四、Spring Boot集成Quartz

这里直接介绍spring boot整合Quartz

 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.hu</groupId>
    <artifactId>quartz-springboot</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-parent</artifactId>
        <version>2.0.2.RELEASE</version>
    </parent>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <!-- quartz -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

创建两个任务：

public class TestTask1 extends QuartzJobBean{
    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext context)throws JobExecutionException{
        SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println("TestQuartz01----"+sdf.format(new Date()));
    }
}
public class TestTask2 extends QuartzJobBean{
    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println("TestQuartz02----" + sdf.format(new Date()));
    }
}

配置定时任务执行：

/**
* 配置定时任务
*/
@Configuration
public class QuartzConfig {
    @Bean
    public JobDetail testQuartz1() {
        return JobBuilder.newJob(TestTask1.class).withIdentity("testTask1").storeDurably().build();
    }
    @Bean
    public Trigger testQuartzTrigger1() {
        //5秒执行一次
        SimpleScheduleBuilder scheduleBuilder = SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
                .withIntervalInSeconds(5)
                .repeatForever();
        return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(testQuartz1())
                .withIdentity("testTask1")
                .withSchedule(scheduleBuilder)
                .build();
    }
    @Bean
    public JobDetail testQuartz2() {
        return JobBuilder.newJob(TestTask2.class).withIdentity("testTask2").storeDurably().build();
    }
    @Bean
    public Trigger testQuartzTrigger2() {
        //cron方式，每隔1秒执行一次
        return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(testQuartz2())
                .withIdentity("testTask2")
                .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("*/1 * * * * ?"))
                .build();
    }
}

入口：

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

运行没问题

2019-05-28 19:24:31.254  INFO 4368 --- [          main] org.quartz.core.QuartzScheduler          : Scheduler quartzScheduler_$_NON_CLUSTERED started.
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:31
TestQuartz01----2019-05-28 19:24:31
2019-05-28 19:24:31.270  INFO 4368 --- [          main] com.hu.Application                      : Started Application in 0.656 seconds (JVM running for 1.008)
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:32
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:33
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:34
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:35
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:36
TestQuartz01----2019-05-28 19:24:36
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:37
TestQuartz02----2019-05-28 19:24:38

具体见项目spring-boot-starter-quartz
https://github.com/huingsn/spring-boot-sample-demo/tree/master/quartz
参考https://www.jianshu.com/p/d52d62fb2ac6

在新版本的SpringBoot2.0发布后，SpringBoot2.0版本集成了Quartz2.3.0官网最新版本，整合到spring-boot-starter-quartz。针对Quartz新版本进行了 AutoConfiguration自动化配置，省去了很多繁琐的配置。

之前调度中心简单例子中，使用spring集成Quartz，这个示例把之前改为使用spring-boot-starter-quartz的项目。
见：spring-boot-starter-quartz
在此基础上修改：
1、pom.xml配置文件，SpringBoot为我们提供了对应的依赖，我们将之前的quartz相关依赖删除，替换为spring-boot-starter-quartz。
2、删除QuartzConfiguration配置类
之前使用 QuartzConfiguration配置类来完成了 Quartz需要的一系列配置，如： JobFactory、 SchedulerFactoryBean等，在我们添加 spring-boot-starter-quartz依赖后就不需要主动声明工厂类，因为 spring-boot-starter-quartz已经为我们自动化配置好了。

自动化配置源码
查看spring-boot-autoconfigure-2.0.0.RELEASE.jar，找到org.springframework.boot.autoconfigure.quartz，该目录就是SpringBoot提供的Quartz自动化配置源码实现，在该目录下有如下所示几个类：
AutowireCapableBeanJobFactory
该类替代了我们之前在QuartzConfiguration配置类的AutowiringSpringBeanJobFactory内部类实现，主要作用是我们自定义的QuartzJobBean子类被Spring IOC进行托管，可以在定时任务类内使用注入任意被Spring IOC托管的类。
JobStoreType
该类是一个枚举类型，定义了对应application.yml、application.properties文件内spring.quartz.job-store-type配置，其目的是配置quartz任务的数据存储方式，分别为：MEMORY（内存方式：默认）、JDBC（数据库方式）。
QuartzAutoConfiguration
该类是自动配置的主类，内部配置了SchedulerFactoryBean以及JdbcStoreTypeConfiguration，使用QuartzProperties作为属性自动化配置条件。
QuartzDataSourceInitializer
该类主要用于数据源初始化后的一些操作，根据不同平台类型的数据库进行选择不同的数据库脚本。
QuartzProperties
该类对应了spring.quartz在application.yml、application.properties文件内开头的相关配置。
SchedulerFactoryBeanCustomizer
这是一个接口，我们实现该接口后并且将实现类使用Spring IOC托管，可以完成SchedulerFactoryBean的个性化设置，这里的设置完全可以对SchedulerFactoryBean做出全部的设置变更。

3、在springboot配置文件中增加Quartz的配置信息，移除之前的Quartz配置文件。
其实就是把之前 quartz.properties配置文件内的所有配置转换成 YAML风格，对应的添加在该配置下即可，在 QuartzAutoConfiguration类内，会自动调用 SchedulerFactoryBean的 setQuartzProperties方法，把 spring.quartz.properties内的所有配置进行设置。

完成，启动测试和之前一样。