spring使用@Scheduled配置定时任务

schedule的使用

在Spring中，你可以使用@Scheduled注解来标记一个方法，使其成为一个定时任务。一般情况下@Scheduled注解修饰的任务方法没有返回值也没有入参。

开启schedule
@Configuration
@EnableScheduling
public class ScheduleConfig {}

在配置类上使用@EnableScheduling注解开启schedule。

fixedDelay固定间隔
@Scheduled(fixedDelay = 2000)public void fixDelay(){long workTime = 1000*(new Random().nextInt(10));log.info("fixDelay,workTime:{}",workTime);try {Thread.sleep(workTime);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}

fixedDelay : 固定间隔时间执行，单位毫秒

这里固定间隔指：上次调用结束和下次调用开始之间的时间间隔。会确保两个任务之间有间隔,所以fixedDelay的任务不会有同时多个任务执行。

fixedRate固定周期
@Scheduled(fixedRate = 2000)
public void fixRate(){long workTime = 1000*(new Random().nextInt(10));log.info("fixRate,workTime:{}",workTime);try {Thread.sleep(workTime);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
}

fixedRate: 和fixedDelay差不多，固定频率执行。但是同样的任务不会并行执行，如果超过设定的频率，前一个任务还未完成则会等待前一个任务完成，再开始下一个任务。但是不能像fixedDelay一样保证每个任务之间又固定的间隔。比如：fixedRate设置的任务周期是5秒，如果一次任务的时间耗时是3秒，则下一任务会等到5秒间隔开始，但是如果惹我你执行耗时是6秒，则本次任务结束后会立即执行下一次任务，下一任务已经排队等候1秒了。

initialDelay参数：

 @Scheduled(fixedDelay = 2000,initialDelay = 3000)public void initDelay(){log.info("initDelay");}

initialDelay可以设置任务延迟多长时间后开启。

cron表达式
@Scheduled(cron = "5 * * * * ?")
public void cron(){log.info("cron");
}

cron表达式指定任务频率。表达式格式：[秒 分 时 天 月 周]。如上面的表达式意思逢5秒时候执行，也即每一分钟执行一次。

时区设置：默认情况下spring使用系统默认时区，也可以通过zone参数来指定时区。例如

@Scheduled(cron="5 * * * * ?",zone = "Asia/Shanghai")
参数化任务时间

schedule不管是fixedRate、fixedDelay 还是cron表达式，其指定时间参数不仅可以直接在注解上配置固定值活表达式，还可以从properties参数中来进行动态加载。

@Scheduled(fixedDelayString = "${shchedule.fixDelay}");
@Scheduled(fixedRateString = "${shchedule.fixRate}")
@Scheduled(cron = "${shchedule.cron}")

这样可以通过SPEL表达式从容器的配置中进行加载，可以方便的修改任务的执行计划。

源码分析

@EnableScheduling注解import一个配置类SchedulingConfiguration，然后该配置类又引入一个ScheduledAnnotationBeanPostProcessor后置处理器。前面文章有说后置处理器的after方法在bean初始化完成后会被调用。

任务的解析

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor是一个bean处理器，那就要看他的后置处理方法postProcessAfterInitialization()

public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {//跳过线程池beanif (bean instanceof AopInfrastructureBean || bean instanceof TaskScheduler ||bean instanceof ScheduledExecutorService) {// Ignore AOP infrastructure such as scoped proxies.return bean;}Class<?> targetClass = AopProxyUtils.ultimateTargetClass(bean);if (!this.nonAnnotatedClasses.contains(targetClass) &&AnnotationUtils.isCandidateClass(targetClass, Arrays.asList(Scheduled.class, Schedules.class))) {Map<Method, Set<Scheduled>> annotatedMethods = MethodIntrospector.selectMethods(targetClass,(MethodIntrospector.MetadataLookup<Set<Scheduled>>) method -> {Set<Scheduled> scheduledAnnotations = AnnotatedElementUtils.getMergedRepeatableAnnotations(method, Scheduled.class, Schedules.class);return (!scheduledAnnotations.isEmpty() ? scheduledAnnotations : null);});if (annotatedMethods.isEmpty()) {this.nonAnnotatedClasses.add(targetClass);}else {// Non-empty set of methodsannotatedMethods.forEach((method, scheduledAnnotations) ->scheduledAnnotations.forEach(scheduled -> processScheduled(scheduled, method, bean)));}}return bean;
}

找出所有带有@Schedules注解的方法Map<Method, Set> annotatedMethods ，然后逐个调用processScheduled()方法进行处理任务。

processScheduled()方法就是解析@Schedules上注解配置的信息，进行封装成任务，最后存放到 ScheduledAnnotationBeanPostProcessor的scheduledTasks变量里。

Map<Object, Set<ScheduledTask>> scheduledTasks;
ScheduledTaskRegistrar registrar = ScheduledTaskRegistrar()；

不同的任务类型会封装成不同的Task类型（FixedDelayTask、FixedRateTask、CronTask）。

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor中还有一个ScheduledTaskRegistrar类型的registrar变量，不同类型的任务在该类中也有一份存储：

ScheduledTaskRegistrar{private TaskScheduler taskScheduler;private List<TriggerTask> triggerTasks;private List<IntervalTask> fixedRateTasks;private List<CronTask> cronTasks;
}

这个时候任务只是被抽取出来了，还没有被执行。因为还没看到TaskScheduler任务执行器初始化，那么什么时候开始执行呢？

任务的执行

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor不仅是一个后置处理器，还实现了ApplicationListener接口。当容器发布refresh事件时，会回调其onApplicationEvent方法。前面的文章也只读spring在初始化时候有一个最重要的onrefresh方法来进行所有bean的初始化，在最后完成时会发送该事件。

public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {if (event.getApplicationContext() == this.applicationContext) {finishRegistration();}
}

来分析下finishRegistration()源码逻辑，这里就不贴代码了

1、判断当前容器beanFacotry是否是ListableBeanFactory，如果是就拿出所有SchedulingConfigurer类型的bean依次调用其configureTasks()方法。

这里也是我们自定人任务执行一些参数的入口，即通过实现SchedulingConfigurer接口。

2、获取TaskScheduler

step1、首先从beanFacotry尝试获取TaskScheduler类型的的bean。

如果有多个TaskScheduler类型的bean。 则尝试按bean名称为taskScheduler的再进行获取。如果没有则认为没有。

step2、如果没有TaskScheduler则尝试获取ScheduledExecutorService类型的bean，同样多个再按scheduledExecutorService名称获取一次，没有则认为没有。

3、调用registrar.afterPropertiesSet()方法

这里最终会调用registrar的scheduleTasks();

如果此时taskScheduler还是null，即上面的第2步没有从容器中获取到TaskScheduler。则会默认创建一个taskScheduler。其对应的线程池是Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()。

看到这里就能够明白为什么默认情况schedule任务都是一个个串行执行的了，因为默认线程池是singleThread。

还有延迟一定时间执行，周期执行这都是java ScheduledThreadPoolExecutor所支持的。

ScheduledTaskRegistrar#scheduleTasks代码有必要看以下。

protected void scheduleTasks() {if (this.taskScheduler == null) {this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);}if (this.triggerTasks != null) {for (TriggerTask task : this.triggerTasks) {addScheduledTask(scheduleTriggerTask(task));}}if (this.cronTasks != null) {for (CronTask task : this.cronTasks) {addScheduledTask(scheduleCronTask(task));}}if (this.fixedRateTasks != null) {for (IntervalTask task : this.fixedRateTasks) {addScheduledTask(scheduleFixedRateTask(task));}}if (this.fixedDelayTasks != null) {for (IntervalTask task : this.fixedDelayTasks) {addScheduledTask(scheduleFixedDelayTask(task));}}
}

这里就是拿出所有的Task来进行执行了，最后任务执行都是通过taskScheduler来执行的。

ConcurrentTaskScheduler几个启动不同任务方法：

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable task, Date startTime, long period) {long initialDelay = startTime.getTime() - this.clock.millis();return this.scheduledExecutor.scheduleAtFixedRate(decorateTask(task, true), initialDelay, period, TimeUnit.MILLISECONDS);
}public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Date startTime, long delay) {long initialDelay = startTime.getTime() - this.clock.millis();return this.scheduledExecutor.scheduleWithFixedDelay(decorateTask(task, true), initialDelay, delay, TimeUnit.MILLISECONDS);}public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable task, Trigger trigger) {if (this.enterpriseConcurrentScheduler) {return new EnterpriseConcurrentTriggerScheduler().schedule(decorateTask(task, true), trigger);}else {ErrorHandler errorHandler =(this.errorHandler != null ? this.errorHandler : TaskUtils.getDefaultErrorHandler(true));return new ReschedulingRunnable(task, trigger, this.clock, this.scheduledExecutor, errorHandler).schedule();}}}

FixedRate和FixedDelay就不必看了，是之间丢给scheduledExecutor线程池去执行的，这里看下cron类型最后会调用schedule()方法。这里看其else分支使用ReschedulingRunnable类进行执行。

ReschedulingRunnable#schedule()

public ScheduledFuture<?> schedule() {synchronized (this.triggerContextMonitor) {//根据cron表达式计算任务执行间隔this.scheduledExecutionTime = this.trigger.nextExecutionTime(this.triggerContext);if (this.scheduledExecutionTime == null) {return null;}long initialDelay = this.scheduledExecutionTime.getTime() - this.triggerContext.getClock().millis();//延迟执行任务this.currentFuture = this.executor.schedule(this, initialDelay, TimeUnit.MILLISECONDS);return this;}
}

最后也是交给线程池schedule方法执行。那么是怎么实现cron周期性执行的呢？

这里延迟执行的任务是this（ReschedulingRunnable），到时间就会调用其run方法，来看run方法逻辑

ReschedulingRunnable#run()

public void run() {Date actualExecutionTime = new Date(this.triggerContext.getClock().millis());//原业务逻辑super.run();Date completionTime = new Date(this.triggerContext.getClock().millis());synchronized (this.triggerContextMonitor) {Assert.state(this.scheduledExecutionTime != null, "No scheduled execution");//更新triggerthis.triggerContext.update(this.scheduledExecutionTime, actualExecutionTime, completionTime);if (!obtainCurrentFuture().isCancelled()) {//任务未被取消schedule();//再次执行schedule}}
}

这里看到到时间run方法首先会调用原被包装的业务逻辑。然后更新trigger信息，再次调用schedule()方法生成下一周期任务到executor执行，到时间又会调用run方法这样循环往复完成cron周期性执行。

执行器配置

从任务的执行部分逻辑可以知道，我们有好几个位置可以设置taskScheduler。

1、通过实现SchedulingConfigurer接口

public class MySchedulingConfigurer implements SchedulingConfigurer {@Overridepublic void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {//设置taskSchedulerThreadPoolTaskScheduler taskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();taskScheduler.setPoolSize(5);taskScheduler.setThreadNamePrefix("taskScheduler");taskScheduler.initialize();taskRegistrar.setTaskScheduler(taskScheduler);//动态添加任务taskRegistrar.addFixedRateTask(new IntervalTask(()->{log.info("new add task");},5000,0));}
}

这里再运行观察日志，会看到是使用的自定义线程池进行执行任务，最后新加的任务也正常执行。

17:49:47.368 [taskScheduler2] INFO com.cpx.service.schedule.MySchedulingConfigurer - new add task
17:49:52.368 [taskScheduler2] INFO com.cpx.service.schedule.MySchedulingConfigurer - new add task
17:49:57.369 [taskScheduler1] INFO com.cpx.service.schedule.MySchedulingConfigurer - new add task
17:50:02.369 [taskScheduler1] INFO com.cpx.service.schedule.MySchedulingConfigurer - new add task
17:50:05.008 [taskScheduler4] INFO com.cpx.service.schedule.ScheduleService - cron

2、通过直接定义executor类型bean的方式。

前面ScheduledAnnotationBeanPostProcessor后置处理器获取taskScheduler过程中可以知道。我们可以直接在Configuration中定义TaskScheduler类型或ScheduledExecutorService类型的bean即可。

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