Java中创建和玩转定时任务
0. 前言
前面一篇博文《Java并发学习之四种线程创建方式的实现与对比》, 有朋友指出线程池的方式应该算不上新的方式，而应该把Timer方式创建线程加上
这个却是我个人见识不够，写的时候没有想到Timer这种场景了，所以说分享学习记录，不仅仅可以帮助别人，自己也会因此收益
感谢@超大小龙虾 的指正，同时欢迎各位大侠对小弟多多指教
I. 定时任务创建的几种方式
这里给出几种个人接触过的定时任务使用方式（不全，仅供大家参考）
- 最简单的一种：在线程中执行
Thread.sleep()，休眠挂起线程，等待一段时间后再执行 - 借助Timer和TimerTask实现定时任务
- 借助调度线程池
Executors.newScheduledThreadPool()实现定时任务 - 借助第三方工具，如spring的定时任务； Quartz(听过没用过)；以及其他一些开源工具或公司内的服务
下面简单介绍上面的几种思路，以及一般的使用姿势
1. Thread#sleep方式
严格来讲，这种不太能够算入定时任务的范畴，为什么这么说？
一般我们所说的定时任务可以区分为两种，一种是到了某个点自动执行；另一种就是每隔多长时间执行一次
而这种线程Sleep的方式，则是在运行后，强制使线程进入阻塞状态一段时间，然后再执行后续的逻辑，一般的使用流程是
// 提前的业务逻辑 xxx
try {
Thread.sleep(1000); // 睡眠1s
} catch(Exception e) {
// ....
}
// 定时任务的业务逻辑
// xxx
这里把这个也放在定时任务里，可以看下面结合实例的case中的演示，利用这个sleep也可以非常猥琐的实现定时需求
2. Timer & TimerTask方式
TimerTask的使用姿势和一般的Runnable接口没啥两样
一般使用姿势如下
// 创建timer实例
Timer timer = new Timer("demo);
// 撰写定时任务逻辑
TimerTask task = new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("timerTask: " + System.currentTimeMillis());
}
};
// 定时调度执行
// 1. 100ms后开始执行task任务
timer.schedule(task, 100);
// 2. 100ms后，首次执行，并且每隔100ms执行一次task任务
timer.scheduleAtFixedRate(task, 100, 100);
这个就有意思一点了，可以支持定时执行，也可以支持按一个频率执行，且一般使用可以将上面的步骤进行缩减, 直接这么玩
new Timer("schedule").schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("timerTask: " + System.currentTimeMillis());
}
}, 100);
3. Executors#newScheduledThreadPool线程池方式
借助Executors#newScheduledThreadPool来实现定时任务非常简单
// 获取线程池
ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
// 延迟100ms后，执行定时任务
executorService.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("task: " + System.currentTimeMillis());
}
}, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
// 100ms后，首次执行，然后每个100ms执行一次
executorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("task: " + System.currentTimeMillis());
}
}, 100, 100, TimeUnit.MILLISECONDS)
从使用姿势来看，和Timer方式差不离，同样支持定时执行与每隔多长时间执行两种方式
4. spring的定时任务
spring方式就非常强大了，而且支持注解的配置方式，配置完毕，然后在方法上加一个注解，就可以实现定时执行了
常见的使用姿势
// 100ms后执行
@Scheduled(fixedDelay = 100)
public void doSomething() {
// something that should execute periodically
}
// 每隔100ms执行一次
@Scheduled(fixedRate = 100)
public void doSomething() {
// something that should execute periodically
}
而且比较厉害的是，这个还支持cron表达式
II. 结合实例演示四种定时任务使用姿势
来两个实际的应用场景，用上面的四种方式分别实现
case:
系统中有一些统计数据，需要离线计算，每天凌晨计算完之后导入，然后需要一个定时任务，假设凌晨5点数据导入完毕；在5:15分进行校验，判断数据是否正常导入；校验完成之后，45分钟后即六点，将校验结果通知给owner
1. Thread#sleep 实现方式
采用sleep的方式实现定时任务，因为其本身不支持定时的情况，所以就只能比较猥琐的计算需要sleep的时间了
实现代码如下（非精确的实现方式，主要为了演示如何用sleep来实现上面这种场景）
public class SleepDemo {
static class Task implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
int hour = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
int min = calendar.get(Calendar.MINUTE);
int sleepHour, sleepMin;
// 计算sleep的小时数; 若在启动时，在五点前 5-hour; 否则需要加一天
sleepHour = 5 - hour < 0 ? (24 + 5 - hour) : (5 - hour);
sleepMin = 15 - min; // 计算sleep的分钟数
try {
long sleepTime = ((sleepHour * 60) + sleepMin) * 60 * 1000L;
Thread.sleep(sleepTime);
// 开始校验数据是否存在
System.out.println("数据校验");
// 等待到6点，开始报警
int second = calendar.get(Calendar.SECOND);
sleepTime = ((59 - calendar.get(Calendar.MINUTE)) * 60 + 60 - second) * 1000L;
Thread.sleep(sleepTime);
System.out.println("开始报警");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Task(),"sleepDemo").start();
}
}
简单说明下上面的实现思路：
- 采用
while(true)死循环，来实现每隔多长时间来执行一次 - 对于定时触发任务的场景，需要计算指定时间与当前时间的差值，作为sleep的时间
这个实现方式，虽说可以完成目标，但是非常的不优雅，下面来看下Timer的实现方式
2. Timer&TimerTask 实现方式
使用Timer，需要借助TimerTask类，在其中书写定时任务的逻辑，因为case中有一个每隔一天跑一次的定时任务和一个延迟任务，所以这里用到了Timer的两种定时任务使用方式
public class TimerDemo {
static class Task extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println("开始执行任务");
// 执行完毕，等待到6点发送报警
int min = Calendar.getInstance().get(Calendar.MINUTE);
int sec = Calendar.getInstance().get(Calendar.SECOND);
long delayTime = ((59 - min) * 60 + 60 - sec) * 1000L;
new Timer().schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("报警");
}
}, delayTime);
}
}
public static void main(String[] args) {
Date date = new Date();
if (date.getHours() == 5 && date.getMinutes() > 15 || date.getHours() > 5) {
date.setHours(5);
} else {
date.setMinutes(15);
}
date.setSeconds(0);
new Timer().scheduleAtFixedRate(new Task(), date, 24 * 2600 * 1000L);
}
}
相比与上一个，稍微好了那么一丢丢，至少从代码结构上来看简洁了很多
3. Executors.newScheduledThreadPool的实现方式
定时任务的方式，用起来和前面差不多，依然是两种方式的混搭
public class ScheduleDemo {
static ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
static class Task extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println("开始执行任务");
// 执行完毕，等待到6点发送报警
int min = Calendar.getInstance().get(Calendar.MINUTE);
int sec = Calendar.getInstance().get(Calendar.SECOND);
long delayTime = (59 - min) * 60 + 60 - sec;
executorService.schedule(() -> System.out.println("报警"), delayTime, TimeUnit.SECONDS);
}
}
public static void main(String[] args) {
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
// 计算sleep的小时数
int sleepHour = 5 - calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
if(sleepHour < 0) { // 算下一天
sleepHour = 24 + sleepHour;
}
// 计算sleep的分钟数
int sleepMin = 15 - calendar.get(Calendar.MINUTE);
long sleepTime = ((sleepHour * 60) + sleepMin) * 60 * 1000L;
executorService.scheduleAtFixedRate(new Task(), sleepTime, 24 * 3600, TimeUnit.SECONDS);
}
}
与Timer在用法上不同的一个是这里可以指定延迟的时间单位；但是希望在指定的时间进行执行时，依然还是得计算初始的延迟时间，和sleep使用方式中差不多
上面三中，是jdk本身就支持的定时任务的支持；总得来说，能实现你的需求场景，但是不好用，还得让自己去计算delayTime/sleepTime；讲道理，这对使用者而言，实在是不能更不友好了；
但是在另一方面，若延迟时间比较容易确认的话；或者单纯的使用每隔多长时间调度一次的话，Timer和ScheduledExecutorService两种方式都还不错
- Timer 在指定时间执行任务相比较 ScheduledExecutorService 而言优雅一点
- ScheduledExecutorService 则胜在使用起来简洁，而且schedule方法可以提交Callable任务，并获取返回值
- Thread#sleep方法，则尽量不要这么玩，有点违和
4. 高逼格的Spring定时器
Spring 相比较jdk自带的几种方式而言，我认为，最完美的有两点
- 支持cron表达式
- 注解方式，无侵入
配置xml文件
<task:executor id="executor" pool-size="5" />
<task:scheduler id="scheduler" pool-size="10" />
<task:annotation-driven executor="executor" scheduler="scheduler" />
实现业务逻辑
@Component
public class ScheduleDemo {
@Scheduled(cron = "0 0 5 * * ?")
public void doSome() {
System.out.println(" 校验: " + System.currentTimeMillis());
}
@Scheduled(cron = "0 0 6 * * ?")
public void alarm(){
System.out.println(" 报警: " + System.currentTimeMillis());
}
}
这个实现就简单了，相比较上面而言，添加一个注解，里面配置cron表达式，xml配置下，就可以实现定时任务
III. 小结
1. 本片博文主要介绍了实现定时任务的方式有几种，下面简单小结下四种方式的特点
| Thread#sleep | 线程挂起一段时间 | 通过定时目标与当前时间计算sleepTime，来强制实现定时任务 |
| Timer#TimerTask | 异步定时任务 | TimerTask内部实现定时任务逻辑 <br/>1. Timer可按频率调度任务 <br/> 2. Timer也支持指定时间调度任务 |
| ScheduledExecutorService | 计划任务线程池 | 1. 利用Executors#newScheduledThreadPool;创建线程池 <br/> 2. 创建线程任务实现定时任务逻辑 <br/> 3. 提交线程池执行，支持按频率调度，支持延迟多长时间调度 <br/> 4. 支持获取返回值 |
| Spring Schedule | spring提供的定时任务 | 支持cron表达式，使用简单，非常简单，超级简单 |
2. 使用Timer方式，也可以算一种新的创建线程方式，
3. 使用小建议
不推荐使用 Thread#sleep的方式做定时任务
如指向利用jdk实现定时任务，可以考虑 Timer 和 ScheduledExecutorService
如项目本身就利用到了Spring，可以优先考虑这些优秀的框架提供的服务，用起来特别爽，谁用谁知道
IV. 其他
声明
尽信书则不如，已上内容，纯属一家之言，因本人能力一般，见识有限，如有问题，请不吝指正，感激