本篇文章是SpringBoot项目实战（6）：开启定时任务一文的修订版。

在开发程序中总是避免不了一些周期性定时任务，比如定时同步数据库、定时发送邮件、定时初始化数据等等。

那么在springboot中如何使用定时任务呢？本文将由浅入深逐渐揭开定时任务的“神秘面纱”。

本文知识点：

springboot中如何使用Scheduler
springboot中如何动态修改Scheduler的执行时间（cron）
springboot中如何实现多线程并行任务

想了解springboot中的Scheduler？看懂本文妥妥的了~！

如何使用Scheduler？
使用@EnableScheduling启用定时任务

使用@Scheduled编写相关定时任务

开启定时任务

在程序中添加@EnableScheduling注解即可启用Spring的定时任务功能，这类似于Spring的XML中的功能。

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

关于@Scheduled
通过查看Scheduled注解类的源码可知该注解支持如下几种方式使用定时任务

cron()

fixedDelay()

fixedDelayString()

fixedRate()

fixedRateString()

initialDelay()

initialDelayString()

注：由于xx和xxString方法只是参数类型不同用法一致，所以本文对xxString表达式方法不做解释。感兴趣的同学可以去查阅下ScheduledAnnotationBeanPostProcessor类的processScheduled方法。

cron

这个也是定时任务中最常用的一种调度方式，主要在于它的功能强大，使用方便。
支持cron语法，与linux中的crontab表达式类似，不过Java中的cron支持到了秒。
表达式规则如下：

{秒} {分} {时} {日} {月} {周} {年(可选)}

这儿有很多朋友记不住，或者和crontab的表达式记混。

Tips：linux的crontab表达式为：{分} {时} {日} {月} {周}

其实这儿也没有很好的记忆方式，采用最简单的方式：死记硬背即可（( ╯╰ )）。

cron各选项的取值范围及解释：

项	取值范围	null	备注
秒	0-59	否	参考①
分	0-59	否	参考①
时	0-23	否	参考①
日	1-31	否	参考②
月	1-12或JAN-DEC	否	参考①
周	1-7或SUN-SAT	否	参考③
年	1970-2099	是	参考①

参考①

“*” 每隔1单位时间触发；
"," 在指定单位时间触发，比如"10,20"代表10单位时间、20单位时间时触发任务
"-" 在指定的范围内触发，比如"5-30"代表从5单位时间到30单位时间时每隔1单位时间触发一次
"/" 触发步进(step)，"/“前面的值代表初始值(”“等同"0”)，后面的值代表偏移量，比如"0/25"或者"/25"代表从0单位时间开始，每隔25单位时间触发1次；"10-45/20"代表在[10-45]单位时间内每隔20单位时间触发一次

参考②

“* , - /” 这四个用法同①
"?" 与{周}互斥，即意味着若明确指定{周}触发，则表示{日}无意义，以免引起冲突和混乱；
“L” 如果{日}占位符如果是"L"，即意味着当月的最后一天触发
"W "意味着在本月内离当天最近的工作日触发，所谓最近工作日，即当天到工作日的前后最短距离，如果当天即为工作日，则距离为0；所谓本月内的说法，就是不能跨月取到最近工作日，即使前/后月份的最后一天/第一天确实满足最近工作日；因此，"LW"则意味着本月的最后一个工作日触发，"W"强烈依赖{月}
“C” 根据日历触发，由于使用较少，暂时不做解释

参考③

“* , - /” 这四个用法同①
"?" 与{日}互斥，即意味着若明确指定{日}触发，则表示{周}无意义，以免引起冲突和混乱
"L" 如果{周}占位符如果是"L"，即意味着星期的的最后一天触发，即星期六触发，L= 7或者 L = SAT，因此，“5L"意味着一个月的最后一个星期四触发
”#" 用来指定具体的周数，"#“前面代表星期，”#"后面代表本月第几周，比如"2#2"表示本月第二周的星期一，"5#3"表示本月第三周的星期四，因此，“5L"这种形式只不过是”#“的特殊形式而已
"C” 根据日历触发，由于使用较少，暂时不做解释

其他关于cron的详细介绍请参考Spring Task 中cron表达式整理记录

@Scheduled(cron = "0/30 7-8 22 7 11 ? ")
public void doJobByCron() throws InterruptedException {
	int index = integer.incrementAndGet();
	System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByCron start @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
	// 这儿随机睡几秒，方便查看执行效果
	TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));
	System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByCron end   @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
}

查看打印的结果

[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron start @ 22:07:00.004
[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron end   @ 22:07:01.004
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron start @ 22:07:30.001
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron end   @ 22:07:30.001
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron start @ 22:08:00.001
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron end   @ 22:08:01.002
[4] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron start @ 22:08:30.002
[4] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByCron end   @ 22:08:33.002

给大家安利一款在线生成Cron表达式的神器：http://cron.qqe2.com。使用简单，一看就会。

fixedDelay

上一次任务执行完成后，延时固定长度时间执行下一次任务。关键词：上一次任务执行完成后
就如官方文档中所说：在最后一次调用结束到下一次调用开始之间以毫秒为单位进行等待，等待完成后执行下一次任务

Execute the annotated method with a fixed period in milliseconds between the end of the last invocation and the start of the next.

通过代码可以更好的理解

private AtomicInteger integer = new AtomicInteger(0);

@Scheduled(fixedDelay = 3000)
public void doJobByFixedDelay() throws InterruptedException {
	int index = integer.incrementAndGet();
	System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByFixedDelay start @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
	// 这儿随机睡几秒，方便查看执行效果
	TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(10));
	System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByFixedDelay end   @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
}

查看控制台输出

[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedDelay start @ 18:28:03.235
[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedDelay end   @ 18:28:06.236
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedDelay start @ 18:28:09.238
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedDelay end   @ 18:28:10.238
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedDelay start @ 18:28:13.240
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedDelay end   @ 18:28:21.240

可以看到不管每个任务实际需要执行多长时间，该任务再次执行的时机永远都是在上一次任务执行完后，延时固定长度时间后执行下一次任务。

fixedRate

官方文档中已经很明白的说明了此方法的用法。

Execute the annotated method with a fixed period in milliseconds between invocations.

按照固定的速率执行任务，无论之前的任务是否执行完毕。关键词：不管前面的任务是否执行完毕

private AtomicInteger integer = new AtomicInteger(0);

@Scheduled(fixedRate = 3000)
public void doJobByFixedRate() throws InterruptedException {
	int index = integer.incrementAndGet();
	System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByFixedRate start @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
	// 这儿随机睡几秒，方便查看执行效果
	TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(10));
	System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByFixedRate end   @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
}

查看控制台打印的结果

[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate start @ 18:57:23.520
[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate end   @ 18:57:24.521
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate start @ 18:57:26.515
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate end   @ 18:57:31.516
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate start @ 18:57:31.516
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate end   @ 18:57:31.516
[4] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate start @ 18:57:32.515
[4] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate end   @ 18:57:39.516
[5] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate start @ 18:57:39.516
[5] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate end   @ 18:57:40.517
[6] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate start @ 18:57:40.517
[6] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate end   @ 18:57:41.517
[7] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate start @ 18:57:41.517
[7] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByFixedRate end   @ 18:57:47.519

这儿需要重点关注每个任务的起始时间和下一次任务的起始时间。如果说我们不看这个结果，直接就代码来说，我们会认为，程序每隔3秒执行一次，第二次任务和第一次任务的间隔时间是3秒，没毛病。但是我们通过上面打印的日志发现，程序并不是按照我们预想的流程执行的。

注：为方便阅读，任务命名为T+任务的编号，比如T1表示第一个任务，以此类推。

从上面结果看，T1起始时间到T2起始时间之间间隔了3秒，T2起始时间到T3起始时间间隔了5秒，T3起始时间到T4起始时间间隔了1秒。

为什么会有这种现象呢？这正如上面所说：“按照固定的延迟时间执行任务，无论之前的任务是否执行完毕”

那么按照这种规则，咱们预先估计下每次任务的执行时间就能解释上面的问题。T1起始时间是23秒，T2起始时间是26，以此类推，T3理论上是29，T4是32，T5是35，T6是38，T7是41…

这种机制也可以称为“任务编排”，也就是说从fixedRate任务开始的那一刻，它后续的任务执行的时间已经被预先编排好了。如果定时任务执行的时间大于fixedRate指定的延迟时间，则定时任务会在上一个任务结束后立即执行；如果定时任务执行的时间小于fixedRate指定的延迟时间，则定时任务会在上一个任务结束后等到预编排的时间时执行。

initialDelay

该条指令主要是用于配合fixedRate和fixedDelay使用的，作用是在fixedRate或fixedDelay任务第一次执行之前要延迟的毫秒数，说白了：它的作用就是在程序启动后，并不会立即执行该定时任务，它将在延迟一段时间后才会执行该定时任务

Number of milliseconds to delay before the first execution of a fixedRate() or fixedDelay() task.

本例为了方便测试，需要首先知道这个定时任务的bean在什么时候装载完成，或者说这个定时任务的bean什么时候初始化完成，所以，需要处理一下代码。

@Component
public class AppSchedulingConfigurer implements ApplicationListener {

    private AtomicInteger integer = new AtomicInteger(0);


    
    @Scheduled(initialDelay = 5000, fixedRate = 3000)
    public void doJobByInitialDelay() throws InterruptedException {
 int index = integer.incrementAndGet();
 System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByInitialDelay start @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
 // 这儿随机睡几秒，方便查看执行效果
 TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));
 System.out.println(String.format("[%s] %s doJobByInitialDelay end   @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
    }

    
    @Override
    public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent contextRefreshedEvent) {
 System.out.println(String.format("springboot上下文context准备完毕时. %s start @ %s", Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
    }
}

如上，使用Spring的事件监听应用启动的时间，以此打印出initialDelay应该从什么时候开始等待。

(关于Spring和Springboot的事件，本文不做深入介绍，后期会专文讲解这一块内容)

查看打印结果

springboot上下文context准备完毕时. Thread[main,5,main] start @ 21:18:42.092
[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay start @ 21:18:47.023
[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay end   @ 21:18:51.024
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay start @ 21:18:51.024
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay end   @ 21:18:53.025
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay start @ 21:18:53.025
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay end   @ 21:18:57.025
[4] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay start @ 21:18:57.025
[4] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay end   @ 21:18:57.025
[5] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay start @ 21:18:59.025
[5] Thread[pool-1-thread-1,5,main] doJobByInitialDelay end   @ 21:19:00.025

由此可以明显看出，initialDelay确实是在bean上下文准备完毕（容器已初始化完成）时延迟了5秒钟后执行的fixedRate任务。

如何动态修改执行时间（cron）？

实现动态配置cron的好处就是可以随时修改任务的执行表达式而不用重启服务。

想实现这种功能，我们只需要实现SchedulingConfigurer接口重写configureTasks接口即可。

@Component
public class DynamicScheduledConfigurer implements SchedulingConfigurer {

    // 默认每秒执行一次定时任务
    private String cron = "0/1 * * * * ?";
    private AtomicInteger integer = new AtomicInteger(0);

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
 taskRegistrar.addTriggerTask(() -> {
     int index = integer.incrementAndGet();
     System.out.println(String.format("[%s] %s 动态定时任务 start @ %s", index, Thread.currentThread(), LocalTime.now()));
 }, triggerContext -> {
     CronTrigger trigger = new CronTrigger(this.getCron());
     return trigger.nextExecutionTime(triggerContext);
 });
    }

    public String getCron() {
 return cron;
    }

    public void setCron(String cron) {
 System.out.println(String.format("%s Cron已修改！修改前：%s，修改后：%s @ %s", Thread.currentThread(), this.cron, cron, LocalTime.now()));
 this.cron = cron;
    }
}

例子中默认的cron表示每秒执行一次定时任务，我们要做的就是动态修改这个执行时间。

接下来编写一个controller负责处理cron以及预编排5组该cron将要执行的时间节点

@SpringBootApplication
@Controller
@EnableScheduling
public class ScheduleApplaction {

    @Autowired
    DynamicScheduledConfigurer dynamicScheduledConfigurer;

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

    @RequestMapping("/")
    public String index() {
 return "index";
    }

    
    @RequestMapping("/updateTask")
    @ResponseBody
    public void updateTask(String cron) {
 dynamicScheduledConfigurer.setCron(cron);
    }

    
    @RequestMapping("/parseCron")
    @ResponseBody
    public List parseCron(String cron) throws IOException {
 String urlNameString = "http://cron.qqe2.com/CalcRunTime.ashx?Cronexpression=" + URLEncoder.encode(cron, "UTF-8");
 URL realUrl = new URL(urlNameString);
 URLConnection connection = realUrl.openConnection();
 connection.setRequestProperty("accept", "*/*");
 connection.setRequestProperty("connection", "Keep-Alive");
 connection.setRequestProperty("user-agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/69.0.3497.100 Safari/537.36");
 connection.connect();

 StringBuilder result = new StringBuilder();
 try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()))) {
     String line;
     while ((line = in.readLine()) != null) {
  result.append(line);
     }
 } catch (Exception e) {
     e.printStackTrace();
 }
 return JSONArray.parseArray(result.toString(), String.class);
    }
}

html页面




    
    动态修改cron




    
    

    
 最近5次运行的时间

启动项目后先查看控制台输出，默认应该是每秒执行一次定时任务。

[1] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:00:23.010
[2] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:00:24.001
[3] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:00:25.001
[4] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:00:26.002

接下来修改一下默认cron，如下图，将定时任务修改为每5秒执行一次

[56] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:18.002
[57] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:19.001
Thread[http-nio-8080-exec-7,5,main] Cron已修改！修改前：0/1 * * * * ?，修改后：0/5 * * * * ? @ 14:01:19.963
[58] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:20.001
[59] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:25.002
[60] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:30.002
[61] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:35.002
[62] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:40.001
[63] Thread[pool-1-thread-1,5,main] 动态定时任务 start @ 14:01:45.002

ok，到此为止就实现了动态修改定时任务的功能。

如何实现多线程并行任务

通过上面几个例子，可能细心的朋友已经发现了一个规律：上面所有的定时任务都是单线程的。

其实也正式如此，如官方文档中解释的：

By default, will be searching for an associated scheduler definition: either a unique TaskScheduler bean in the context, or a TaskScheduler bean named “taskScheduler” otherwise; the same lookup will also be performed for a ScheduledExecutorService bean. If neither of the two is resolvable, a local single-threaded default scheduler will be created and used within the registrar.

大概意思就是：默认情况下会检索是否指定了一个自定义的TaskScheduler，如果没有的情况下，会创建并使用一个本地单线程的任务调度器（线程池）。这一点，可以在ScheduledTaskRegistrar类（定时任务注册类）中加以佐证：

public void afterPropertiesSet() {
	this.scheduleTasks();
}

protected void scheduleTasks() {
	if (this.taskScheduler == null) {
		this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
		this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
	}
	// ...
}

那么我们如何将调度器改造成多线程形式的呢？继续向下看文档

When more control is desired, a @Configuration class may implement SchedulingConfigurer. This allows access to the underlying ScheduledTaskRegistrar instance.

意思很明了，我们可以通过实现SchedulingConfigurer接口，然后通过ScheduledTaskRegistrar类去注册自定义的线程池。在SchedulingConfigurer类中已经提供了一个setScheduler方法用来注册自定义的Scheduler Bean

public void setScheduler(Object scheduler) {
	Assert.notNull(scheduler, "Scheduler object must not be null");
	if (scheduler instanceof TaskScheduler) {
		this.taskScheduler = (TaskScheduler)scheduler;
	} else {
		if (!(scheduler instanceof ScheduledExecutorService)) {
			throw new IllegalArgumentException("Unsupported scheduler type: " + scheduler.getClass());
		}

		this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler((ScheduledExecutorService)scheduler);
	}

}

接下来我们就按照这种方式扩展一个SchedulingConfigurer，代码如下：

@Component
public class MultiThreadSchedulingConfigurer implements SchedulingConfigurer {

    private AtomicInteger integer = new AtomicInteger(0);

    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void multiThread() {
 System.out.println(String.format("[1] %s exec @ %s", Thread.currentThread().getName(), LocalTime.now()));
    }

    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void multiThread2() {
 System.out.println(String.format("[2] %s exec @ %s", Thread.currentThread().getName(), LocalTime.now()));
    }

    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void multiThread3() {
 System.out.println(String.format("[3] %s exec @ %s", Thread.currentThread().getName(), LocalTime.now()));
    }

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
 scheduledTaskRegistrar.setScheduler(newExecutors());
    }

    @Bean(destroyMethod = "shutdown")
    private Executor newExecutors() {
 return Executors.newScheduledThreadPool(10, r -> new Thread(r, String.format("ZHYD-Task-%s", integer.incrementAndGet())));
    }
}

如代码所示，我们自定义一个容量为10得线程池，并且自定义一下线程池中线程得命名格式，同时为了方便查看，我们同时开启三个定时任务，在同样的时间同时执行，以此来观察定时器在并行执行时的具体线程分配情况

注意在上面的例子中自定义线程池时，使用了@Bean注解的(destroyMethod=“shutdown”)属性，这个属性可确保在Spring应用程序上下文本身关闭时正确关闭定时任务。

Note in the example above the use of @Bean(destroyMethod=“shutdown”). This ensures that the task executor is properly shut down when the Spring application context itself is closed.

[2] ZHYD-Task-2 exec @ 15:44:14.008
[1] ZHYD-Task-3 exec @ 15:44:14.008
[3] ZHYD-Task-1 exec @ 15:44:14.008
[2] ZHYD-Task-1 exec @ 15:44:15
[1] ZHYD-Task-3 exec @ 15:44:15
[3] ZHYD-Task-2 exec @ 15:44:15
[1] ZHYD-Task-4 exec @ 15:44:16.001
[3] ZHYD-Task-6 exec @ 15:44:16.001
[2] ZHYD-Task-5 exec @ 15:44:16.001
[1] ZHYD-Task-1 exec @ 15:44:17.002
[2] ZHYD-Task-7 exec @ 15:44:17.002
[3] ZHYD-Task-2 exec @ 15:44:17.002
[1] ZHYD-Task-1 exec @ 15:44:18.001

通过上面的结果可以看出，每个定时任务的执行线程都不在是固定的了。

总结
springboot中通过@EnableScheduling注解开启定时任务，@Scheduled支持cron、fixedDelay、fixedRate、initialDelay四种定时任务的表达式

springboot中通过实现SchedulingConfigurer接口并且重写configureTasks方法实现动态配置cron和多线程并行任务

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如何使用Scheduler？
使用@EnableScheduling启用定时任务

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