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单点定时任务

JDK原生

自从JDK1.5之后,提供了ScheduledExecutorService代替TimerTask来执行定时任务,提供了不错的可靠性。

public class SomeScheduledExecutorService {
public static void main(String[] args) {
// 创建任务队列,共 10 个线程
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService =
Executors.newScheduledThreadPool(10);
// 执行任务: 1秒 后开始执行,每 30秒 执行一次
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
System.out.println("执行任务:" + new Date());
}, 10, 30, TimeUnit.SECONDS);
}
}

Spring Task

Spring Framework自带定时任务,提供了cron表达式来实现丰富定时任务配置。新手推荐使用https://cron.qqe2.com/这个网站来匹配你的cron表达式

@Configuration
@EnableScheduling
public class SomeJob {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SomeJob.class);

/**
* 每分钟执行一次(例:18:01:00,18:02:00)
* 秒 分钟 小时 日 月 星期 年
*/
@Scheduled(cron = "0 0/1 * * * ? *")
public void someTask() {
//...
}
}

单点的定时服务在目前微服务的大环境下,应用场景越来越局限,所以尝鲜一下分布式定时任务吧。

基于 Redis 实现

相较于之前两种方式,这种基于Redis的实现可以通过多点来增加定时任务,多点消费。但是要做好防范重复消费的准备。

通过ZSet的方式

将定时任务存放到ZSet集合中,并且将过期时间存储到ZSet的Score字段中,然后通过一个循环来判断当前时间内是否有需要执行的定时任务,如果有则进行执行。

具体实现代码如下:

/**
* Description: 基于Redis的ZSet的定时任务 .<br>
*
* @author mxy
*/
@Configuration
@EnableScheduling
public class RedisJob {
public static final String JOB_KEY = "redis.job.task";
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RedisJob.class);
@Autowired private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

/**
* 添加任务.
*
* @param task
*/
public void addTask(String task, Instant instant) {
stringRedisTemplate.opsForZSet().add(JOB_KEY, task, instant.getEpochSecond());
}

/**
* 定时任务队列消费
* 每分钟消费一次(可以缩短间隔到1s)
*/
@Scheduled(cron = "0 0/1 * * * ? *")
public void doDelayQueue() {
long nowSecond = Instant.now().getEpochSecond();
// 查询当前时间的所有任务
Set<String> strings = stringRedisTemplate.opsForZSet().range(JOB_KEY, 0, nowSecond);
for (String task : strings) {
// 开始消费 task
LOGGER.info("执行任务:{}", task);
}
// 删除已经执行的任务
stringRedisTemplate.opsForZSet().remove(JOB_KEY, 0, nowSecond);
}
}

适用场景如下:

  • 订单下单之后15分钟后,用户如果没有付钱,系统需要自动取消订单。
  • 红包24小时未被查收,需要延迟执退还业务;
  • 某个活动指定在某个时间内生效&失效;

优势是:

  • 省去了MySQL的查询操作,而使用性能更高的Redis做为代替;
  • 不会因为停机等原因,遗漏要执行的任务;

键空间通知的方式

我们可以通过Redis的键空间通知来实现定时任务,它的实现思路是给所有的定时任务设置一个过期时间,等到了过期之后,我们通过订阅过期消息就能感知到定时任务需要被执行了,此时我们执行定时任务即可。

默认情况下Redis是不开启键空间通知的,需要我们通过config set notify-keyspace-events Ex的命令手动开启。开启之后定时任务的代码如下:

自定义监听器

 /**
* 自定义监听器.
*/
public class KeyExpiredListener extends KeyExpirationEventMessageListener {
public KeyExpiredListener(RedisMessageListenerContainer listenerContainer) {
super(listenerContainer);
}

@Override
public void onMessage(Message message, byte[] pattern) {
// channel
String channel = new String(message.getChannel(), StandardCharsets.UTF_8);
// 过期的key
String key = new String(message.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);
// todo 你的处理
}
}

设置该监听器

/**
* Description: 通过订阅Redis的过期通知来实现定时任务 .<br>
*
* @author mxy
*/
@Configuration
public class RedisExJob {
@Autowired private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;
@Bean
public RedisMessageListenerContainer redisMessageListenerContainer() {
RedisMessageListenerContainer redisMessageListenerContainer = new RedisMessageListenerContainer();
redisMessageListenerContainer.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
return redisMessageListenerContainer;
}

@Bean
public KeyExpiredListener keyExpiredListener() {
return new KeyExpiredListener(this.redisMessageListenerContainer());
}
}

Spring会监听符合以下格式的Redis消息

private static final Topic TOPIC_ALL_KEYEVENTS = new PatternTopic("__keyevent@*");

基于Redis的定时任务能够适用的场景也比较有限,但实现上相对简单,但对于功能幂等有很大要求。从使用场景上来说,更应该叫做延时任务。

场景举例:

  • 订单下单之后15分钟后,用户如果没有付钱,系统需要自动取消订单。
  • 红包24小时未被查收,需要延迟执退还业务;

优劣势是:

  • 被动触发,对于服务的资源消耗更小;
  • Redis的Pub/Sub不可靠,没有ACK机制等,但是一般情况可以容忍;
  • 键空间通知功能会耗费一些CPU

分布式定时任务

引入分布式定时任务组件or中间件

将定时任务作为单独的服务,遏制了重复消费,独立的服务也有利于扩展和维护。

quartz

依赖于MySQL,使用相对简单,可多节点部署,通过竞争数据库锁来保证只有一个节点执行任务。没有图形化管理页面,使用相对麻烦。

elastic-job-lite

依赖于Zookeeper,通过zookeeper的注册与发现,可以动态的添加服务器。

  • 多种作业模式
  • 失效转移
  • 运行状态收集
  • 多线程处理数据
  • 幂等性
  • 容错处理
  • 支持spring命名空间
  • 有图形化管理页面

LTS

依赖于Zookeeper,集群部署,可以动态的添加服务器。可以手动增加定时任务,启动和暂停任务。

  • 业务日志记录器
  • SPI扩展支持
  • 故障转移
  • 节点监控
  • 多样化任务执行结果支持
  • FailStore容错
  • 动态扩容
  • 对spring相对友好
  • 有监控和管理图形化界面

xxl-job

国产,依赖于MySQL,基于竞争数据库锁保证只有一个节点执行任务,支持水平扩容。可以手动增加定时任务,启动和暂停任务。

  • 弹性扩容
  • 分片广播
  • 故障转移
  • Rolling实时日志
  • GLUE(支持在线编辑代码,免发布)
  • 任务进度监控
  • 任务依赖
  • 数据加密
  • 邮件报警
  • 运行报表
  • 优雅停机
  • 国际化(中文友好)

总结

微服务下,推荐使用xxl-job这一类组件服务将定时任务合理有效的管理起来。而单点的定时任务有其局限性,适用于规模较小、对未来扩展要求不高的服务。

相对而言,基于spring task的定时任务最简单快捷,而xxl-job的难度主要体现在集成和调试上。无论是什么样的定时任务,你都需要确保:

  • 任务不会因为集群部署而被多次执行。
  • 任务发生异常得到有效的处理
  • 任务的处理过慢导致大量积压
  • 任务应该在预期的时间点执行

中间件可以将服务解耦,但增加了复杂度

文章目录
  1. 1. 单点定时任务
    1. 1.1. JDK原生
    2. 1.2. Spring Task
    3. 1.3. 基于 Redis 实现
      1. 1.3.1. 通过ZSet的方式
      2. 1.3.2. 键空间通知的方式
        1. 1.3.2.1. 自定义监听器
        2. 1.3.2.2. 设置该监听器
  2. 2. 分布式定时任务
    1. 2.1. 引入分布式定时任务组件or中间件
      1. 2.1.1. quartz
      2. 2.1.2. elastic-job-lite
      3. 2.1.3. LTS
      4. 2.1.4. xxl-job
  3. 3. 总结