分布式任务调度

业务场景
- 某电商系统需要在每天上午10点，下午3点，晚上8点发放一批优惠券。
- 某银行系统需要在信用卡到期还款日的前三天进行短信提醒。
- 某财务系统需要在每天凌晨0:10结算前一天的财务数据，统计汇总。
- 12306会根据车次的不同，设置某几个时间点进行分批放票。

任务调度是指系统为了自动完成特定任务，在约定的特定时刻去执行任务的过程。有了任务调度即可解放更多的人力，而是由系统自动去执行任务。

• 如何实现任务调度？

- 多线程方式，结合sleep
- JDK提供的API，例如：Timer、ScheduledExecutor
- 框架，例如Quartz ，它是一个功能强大的任务调度框架，可以满足更多更复杂的调度需求
- spring task

当前软件的架构已经开始向分布式架构转变，将单体结构拆分为若干服务，服务之间通过网络交互来完成业务处理。在分布式架构下，一个服务往往会部署多个实例来运行我们的业务，如果在这种分布式系统环境下运行任务调度，我们称之为分布式任务调度。

将任务调度程序分布式构建，这样就可以具有分布式系统的特点，并且提高任务的调度处理能力：

• 1、并行任务调度
  并行任务调度实现靠多线程，如果有大量任务需要调度，此时光靠多线程就会有瓶颈了，因为一台计算机CPU的处理能力是有限的。
  如果将任务调度程序分布式部署，每个结点还可以部署为集群，这样就可以让多台计算机共同去完成任务调度，我们可以将任务分割为若干个分片，由不同的实例并行执行，来提高任务调度的处理效率。
• 2、高可用
  若某一个实例宕机，不影响其他实例来执行任务。
• 3、弹性扩容
  当集群中增加实例就可以提高并执行任务的处理效率。
• 4、任务管理与监测
  对系统中存在的所有定时任务进行统一的管理及监测。让开发人员及运维人员能够时刻了解任务执行情况，从而做出快速的应急处理响应。

• 分布式任务调度面临的问题：
  当任务调度以集群方式部署，同一个任务调度可能会执行多次，例如：电商系统定期发放优惠券，就可能重复发放优惠券，对公司造成损失，信用卡还款提醒就会重复执行多次，给用户造成烦恼，所以我们需要控制相同的任务在多个运行实例上只执行一次。常见解决方案：

• 分布式锁，多个实例在任务执行前首先需要获取锁，如果获取失败那么就证明有其他服务已经在运行，如果获取成功那么证明没有服务在运行定时任务，那么就可以执行。

• ZooKeeper选举，利用ZooKeeper对Leader实例执行定时任务，执行定时任务的时候判断自己是否是Leader，如果不是则不执行，如果是则执行业务逻辑，这样也能达到目的。

• cron表达式

cron表达式是一个字符串, 用来设置定时规则, 由七部分组成, 每部分中间用空格隔开, 每部分的含义如下表所示:

cron表达式还可以包含一些特殊符号来设置更加灵活的定时规则, 如下表所示:

• 依赖

 
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-web
    

• 代码

- 启动类
@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class SpringTaskApp {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringTaskApp.class,args);
    }
}



- 调度类
 @RestController
public class TaskController {


    @GetMapping
    @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
    public ResponseEntity> getAll(){
        System.out.println("定时任务执行了");

        Map map = new HashMap<>();
        map.put("status","定时任务执行了");
        ResponseEntity> responseEntity = new ResponseEntity<>(map, HttpStatus.OK);
        return responseEntity;
    }
}

• 针对分布式任务调度的需求，市场上出现了很多的产品：

1） TBSchedule：淘宝推出的一款非常优秀的高性能分布式调度框架，目前被应用于阿里、京东、支付宝、国美等很多互联网企业的流程调度系统中。但是已经多年未更新，文档缺失严重，缺少维护。

2） XXL-Job：大众点评的分布式任务调度平台，是一个轻量级分布式任务调度平台, 其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线，开箱即用。

3）Elastic-job：当当网借鉴TBSchedule并基于quartz 二次开发的弹性分布式任务调度系统，功能丰富强大，采用zookeeper实现分布式协调，具有任务高可用以及分片功能。

4）Saturn： 唯品会开源的一个分布式任务调度平台，基于Elastic-job，可以全域统一配置，统一监
控，具有任务高可用以及分片功能。 

XXL-JOB是一个分布式任务调度平台，其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线，开箱即用。

• 特性

- 简单灵活**
  提供Web页面对任务进行管理，管理系统支持用户管理、权限控制；
  支持容器部署；
  支持通过通用HTTP提供跨平台任务调度；
- **丰富的任务管理功能**
  支持页面对任务CRUD操作；
  支持在页面编写脚本任务、命令行任务、Java代码任务并执行；
  支持任务级联编排，父任务执行结束后触发子任务执行；
  支持设置指定任务执行节点路由策略，包括轮询、随机、广播、故障转移、忙碌转移等；
  支持Cron方式、任务依赖、调度中心API接口方式触发任务执行
- **高性能**
  任务调度流程全异步化设计实现，如异步调度、异步运行、异步回调等，有效对密集调度进行流量削峰；
- **高可用**
  任务调度中心、任务执行节点均 集群部署，支持动态扩展、故障转移
  支持任务配置路由故障转移策略，执行器节点不可用是自动转移到其他节点执行
  支持任务超时控制、失败重试配置
  支持任务处理阻塞策略：调度当任务执行节点忙碌时来不及执行任务的处理策略，包括：串行、抛弃、覆盖策略
- **易于监控运维**
  支持设置任务失败邮件告警，预留接口支持短信、钉钉告警；
  支持实时查看任务执行运行数据统计图表、任务进度监控数据、任务完整执行日志；

在分布式架构下，通过XXL-Job实现定时任务

调度中心：负责管理调度信息，按照调度配置发出调度请求，自身不承担业务代码。
任务执行器：负责接收调度请求并执行任务逻辑。
任务：专注于任务的处理。
调度中心会发出调度请求，任务执行器接收到请求之后会去执行任务，任务则专注于任务业务的处理。

• 源码仓库地址

请下载项目源码并解压，获取 “调度数据库初始化SQL脚本” 并执行即可。
位置：/xxl-job/doc/db/tables_xxl_job.sql 共8张表
调度中心支持集群部署，集群情况下各节点务必连接同一个mysql实例;
如果mysql做主从,调度中心集群节点务必强制走主库;

- xxl_job_lock：任务调度锁表；
- xxl_job_group：执行器信息表，维护任务执行器信息；
- xxl_job_info：调度扩展信息表： 用于保存XXL-JOB调度任务的扩展信息，如任务分组、任务名、机器地址、执行器、执行入参和报警邮件等等；
- xxl_job_log：调度日志表： 用于保存XXL-JOB任务调度的历史信息，如调度结果、执行结果、调度入参、调度机器和执行器等等；
- xxl_job_logglue：任务GLUE日志：用于保存GLUE更新历史，用于支持GLUE的版本回溯功能；
- xxl_job_registry：执行器注册表，维护在线的执行器和调度中心机器地址信息；
- xxl_job_user：系统用户表；

解压源码,按照maven格式将源码导入IDE, 使用maven进行编译即可，源码结构如下：

调度中心项目：xxl-job-admin
作用：统一管理任务调度平台上调度任务，负责触发调度执行，并且提供任务管理平台。

• 步骤一：调度中心配置

调度中心配置文件地址：/xxl-job/xxl-job-admin/src/main/resources/application.properties
数据库的连接信息修改为自己的数据库

### web
server.port=8888
server.servlet.context-path=/xxl-job-admin

### actuator
management.server.servlet.context-path=/actuator
management.health.mail.enabled=false

### resources
spring.mvc.servlet.load-on-startup=0
spring.mvc.static-path-pattern=/static


}

• 创建任务

@Component
public class HelloJob {

    @Value("${server.port}")
    private String appPort;

    @XxlJob("helloJob")
    public ReturnT hello(String param) throws Exception {
        System.out.println("helloJob："+ LocalDateTime.now()+",端口号"+appPort);
        return ReturnT.SUCCESS;
    }
}