JDK中Timer使用及原理

Timer使用

调度一次性任务

指定延迟后执行

@Test
public void givenUsingTimer_whenSchedulingTaskOnce_thenCorrect() {
    TimerTask task = new TimerTask() {
        public void run() {
            System.out.println("Task performed on: " + new Date() + "n" +
              "Thread's name: " + Thread.currentThread().getName());
        }
    };
    Timer timer = new Timer("Timer");
    
    long delay = 1000L;
    timer.schedule(task, delay);
}

指定时间执行
当第二个参数为Data时，意思是在指定日期执行。

假设我们有一个旧的遗留数据库，我们希望将它的数据迁移到一个具有更好模式的新数据库中。我们可以创建一个DatabaseMigrationTask类来处理该迁移：

public class DatabaseMigrationTask extends TimerTask {
    private List<String> oldDatabase;
    private List<String> newDatabase;

    public DatabaseMigrationTask(List<String> oldDatabase, List<String> newDatabase) {
        this.oldDatabase = oldDatabase;
        this.newDatabase = newDatabase;
    }

    @Override
    public void run() {
        newDatabase.addAll(oldDatabase);
    }
}

为简单起见，我们用字符串列表来表示这两个数据库。简单地说，我们的迁移就是将第一个列表中的数据放到第二个列表中。要在所需的时刻执行此迁移，我们必须使用schedule（）方法的重载版本：

List<String> oldDatabase = Arrays.asList("Harrison Ford", "Carrie Fisher", "Mark Hamill");
List<String> newDatabase = new ArrayList<>();

LocalDateTime twoSecondsLater = LocalDateTime.now().plusSeconds(2);
Date twoSecondsLaterAsDate = Date.from(twoSecondsLater.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant());

new Timer().schedule(new DatabaseMigrationTask(oldDatabase, newDatabase), twoSecondsLaterAsDate);

我们将迁移任务和执行日期赋予schedule（）方法。然后，在twoSecondsLater指示的时间执行迁移：

while (LocalDateTime.now().isBefore(twoSecondsLater)) {
    assertThat(newDatabase).isEmpty();
    Thread.sleep(500);
}
assertThat(newDatabase).containsExactlyElementsOf(oldDatabase);

调度可重复执行任务

Timer类提供了多种可能性：我们可以将重复设置为观察固定延迟或固定频率。

• 固定延迟：意味着执行将在最后一次执行开始后的一段时间内开始，即使它被延迟（因此它本身被延迟）。假设我们想每两秒钟安排一个任务，第一次执行需要一秒钟，第二次执行需要两秒钟，但是延迟了一秒钟。然后，第三次执行将从第五秒开始。

让我们安排每秒钟的通讯：

public class NewsletterTask extends TimerTask {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Email sent at: " 
          + LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(scheduledExecutionTime()), 
          ZoneId.systemDefault()));
    }
}

每次执行时，任务都会打印其调度时间，我们使用TimerTask#scheduledExecutionTime（）方法收集这些时间。那么，如果我们想在固定延迟模式下每秒钟安排一次这个任务呢？我们必须使用前面提到的schedule（）的重载版本：

new Timer().schedule(new NewsletterTask(), 0, 1000);

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    Thread.sleep(1000);
}

当然，我们只对少数情况进行测试：

Email sent at: 2020-01-01T10:50:30.860
Email sent at: 2020-01-01T10:50:31.860
Email sent at: 2020-01-01T10:50:32.861
Email sent at: 2020-01-01T10:50:33.861

每次执行之间至少有一秒钟的间隔，但有时会延迟一毫秒。这种现象是由于我们决定使用固定延迟重复。

• 固定频率：意味着每次执行都将遵守初始计划，无论之前的执行是否被延迟。让我们重用前面的示例，使用固定的频率，第二个任务将在3秒钟后开始（因为延迟）。但是，四秒钟后的第三次执行（关于每两秒钟执行一次的初始计划）。

调度一个每日任务:

@Test
public void givenUsingTimer_whenSchedulingDailyTask_thenCorrect() {
    TimerTask repeatedTask = new TimerTask() {
        public void run() {
            System.out.println("Task performed on " + new Date());
        }
    };
    Timer timer = new Timer("Timer");
    
    long delay = 1000L;
    long period = 1000L * 60L * 60L * 24L;
    timer.scheduleAtFixedRate(repeatedTask, delay, period);
}

取消调度器和任务

在run（）方法对TimerTask本身的实现中调用TimerTask.cancel（）方法

@Test
public void givenUsingTimer_whenCancelingTimerTask_thenCorrect()
  throws InterruptedException {
    TimerTask task = new TimerTask() {
        public void run() {
            System.out.println("Task performed on " + new Date());
            cancel();
        }
    };
    Timer timer = new Timer("Timer");
    
    timer.scheduleAtFixedRate(task, 1000L, 1000L);
    
    Thread.sleep(1000L * 2);
}

取消定时器：
调用Timer.cancel()

@Test
public void givenUsingTimer_whenCancelingTimer_thenCorrect() 
  throws InterruptedException {
    TimerTask task = new TimerTask() {
        public void run() {
            System.out.println("Task performed on " + new Date());
        }
    };
    Timer timer = new Timer("Timer");
    
    timer.scheduleAtFixedRate(task, 1000L, 1000L);
    
    Thread.sleep(1000L * 2); 
    timer.cancel(); 
}

定时任务线程池

Quartz框架

Quartz是一套轻量级的任务调度框架，只需要定义了 Job（任务），Trigger（触发器）和 Scheduler（调度器），即可实现一个定时调度能力。支持基于数据库的集群模式，可以做到任务幂等执行。

核心类说明

• Scheduler：调度器。所有的调度都是由它控制，是Quartz的大脑，所有任务都是由它来管理
• Job：任务，想定时执行的事情（定义业务逻辑）
• JobDetail：基于Job，进一步包装，其中关联一个 Job，并为Job指定更详细的属性，比如标识等
• Trigger：触发器。可以指定给某个任务，指定任务的触发机制

Trigger触发器

SimpleTrigger

以一定的时间间隔（单位是毫秒）执行的任务

• 指定起始和截止时间（时间端）
• 指定时间间隔、执行次数

CronTrigger(重点)

Cron 表达式主要用于定时作业(定时任务)系统定义执行时间或执行频率的表达式，你可以通过 Cron 表达式进行设置定时任务每天或者每个月什么时候执行等等操作。
cron表达式格式：

{秒数} {分钟} {小时} {日期} {月份} {星期} {年份(可为空)}

基于Cron 表达式构造的CronTrigger不在使用SimpleTrigger的startNow()、endAt()等，只用withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(“30 01 17 11 5 ?”)）

意思是5月11日每小时的每分每秒都执行一次

CronTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("trigger1","group1")
               		 .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(  "* * * 11 5 ?"))
              		 .build();

5月11日每小时的每分每2秒执行一次

CronTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("trigger1","group1")
               		 .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(  "*/2 * * 11 5 ?"))
               		 .build();

Spring整合Quartz（重点）

任务信息SQL存储

Quartz 存储任务信息有两种方式，使用内存或者使用数据库来存储，这里我们采用 MySQL 数据库存储的方式，首先需要新建 Quartz 的相关表，sql 脚本下载地址：http://www.quartz-scheduler.org/downloads/，名称为 tables_mysql.sql，创建成功后数据库中多出 11 张表

Maven 主要依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
</dependency>
<!-- 5.1.* 版本适用于MySQL Server的5.6.*、5.7.*和8.0.* -->
<dependency>
	<groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
	<version>5.1.38</version>
</dependency>
<dependency>
	<groupId>com.alibaba</groupId>
	<artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.1.10</version>
</dependency>
<!--mybatis-->
<dependency>
	<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
	<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
	<version>1.3.2</version>
</dependency>
<!--pagehelper分页-->
<dependency>
    <groupId>com.github.pagehelper</groupId>
    <artifactId>pagehelper-spring-boot-starter</artifactId>
	<version>1.3.0</version>
</dependency>

这里使用 druid 作为数据库连接池，Quartz 默认使用 c3p0

配置文件

1、quartz.properties
默认情况下，Quartz 会加载 classpath 下的 quartz.properties 作为配置文件。如果找不到，则会使用 quartz 框架自己 jar 包下 org/quartz 底下的 quartz.properties 文件。

#主要分为scheduler、threadPool、jobStore、dataSource等部分


org.quartz.scheduler.instanceId=AUTO
org.quartz.scheduler.instanceName=DefaultQuartzScheduler
#如果您希望Quartz Scheduler通过RMI作为服务器导出本身，则将“rmi.export”标志设置为true
#在同一个配置文件中为'org.quartz.scheduler.rmi.export'和'org.quartz.scheduler.rmi.proxy'指定一个'true'值是没有意义的,如果你这样做'export'选项将被忽略
org.quartz.scheduler.rmi.export=false
#如果要连接（使用）远程服务的调度程序，则将“org.quartz.scheduler.rmi.proxy”标志设置为true。您还必须指定RMI注册表进程的主机和端口 - 通常是“localhost”端口1099
org.quartz.scheduler.rmi.proxy=false
org.quartz.scheduler.wrapJobExecutionInUserTransaction=false


#实例化ThreadPool时，使用的线程类为SimpleThreadPool
org.quartz.threadPool.class=org.quartz.simpl.SimpleThreadPool
#threadCount和threadPriority将以setter的形式注入ThreadPool实例
#并发个数  如果你只有几个工作每天触发几次 那么1个线程就可以,如果你有成千上万的工作，每分钟都有很多工作 那么久需要50-100之间.
#只有1到100之间的数字是非常实用的
org.quartz.threadPool.threadCount=5
#优先级 默认值为5
org.quartz.threadPool.threadPriority=5
#可以是“true”或“false”，默认为false
org.quartz.threadPool.threadsInheritContextClassLoaderOfInitializingThread=true


#在被认为“misfired”(失火)之前，调度程序将“tolerate(容忍)”一个Triggers(触发器)将其下一个启动时间通过的毫秒数。默认值（如果您在配置中未输入此属性）为60000（60秒）
org.quartz.jobStore.misfireThreshold=5000
# 默认存储在内存中,RAMJobStore快速轻便，但是当进程终止时，所有调度信息都会丢失
#org.quartz.jobStore.class=org.quartz.simpl.RAMJobStore

#持久化方式，默认存储在内存中，此处使用数据库方式
org.quartz.jobStore.class=org.quartz.impl.jdbcjobstore.JobStoreTX
#您需要为JobStore选择一个DriverDelegate才能使用。DriverDelegate负责执行特定数据库可能需要的任何JDBC工作
# StdJDBCDelegate是一个使用“vanilla”JDBC代码（和SQL语句）来执行其工作的委托,用于完全符合JDBC的驱动程序
org.quartz.jobStore.driverDelegateClass=org.quartz.impl.jdbcjobstore.StdJDBCDelegate
#可以将“org.quartz.jobStore.useProperties”配置参数设置为“true”（默认为false），以指示JDBCJobStore将JobDataMaps中的所有值都作为字符串，
#因此可以作为名称 - 值对存储而不是在BLOB列中以其序列化形式存储更多复杂的对象。从长远来看，这是更安全的，因为您避免了将非String类序列化为BLOB的类版本问题
org.quartz.jobStore.useProperties=true
#表前缀
org.quartz.jobStore.tablePrefix=QRTZ_
#数据源别名，自定义
org.quartz.jobStore.dataSource=qzDS


#使用阿里的druid作为数据库连接池
org.quartz.dataSource.qzDS.connectionProvider.class=org.example.config.DruidPoolingconnectionProvider
org.quartz.dataSource.qzDS.URL=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test_quartz?characterEncoding=utf8&useSSL=false&autoReconnect=true&serverTimezone=UTC
org.quartz.dataSource.qzDS.user=root
org.quartz.dataSource.qzDS.password=123456
org.quartz.dataSource.qzDS.driver=com.mysql.jdbc.Driver
org.quartz.dataSource.qzDS.maxConnections=10
#设置为“true”以打开群集功能。如果您有多个Quartz实例使用同一组数据库表，则此属性必须设置为“true”，否则您将遇到破坏
#org.quartz.jobStore.isClustered=false

关于配置详细解释：https://blog.csdn.net/zixiao217/article/details/53091812

也可以查看官网：http://www.quartz-scheduler.org/documentation/2.3.1-SNAPSHOT/

2、application.properties

server.port=8080

#JDBC 配置：MySQL Server 版本为 5.7.35
spring.datasource.druid.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test_quartz?characterEncoding=utf8&useSSL=false&autoReconnect=true&serverTimezone=UTC
spring.datasource.druid.username=root
spring.datasource.druid.password=123456
spring.datasource.druid.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource

#druid 连接池配置
spring.datasource.druid.initial-size=3
spring.datasource.druid.min-idle=3
spring.datasource.druid.max-active=10
spring.datasource.druid.max-wait=60000

#指定 mapper 文件路径
mybatis.mapper-locations=classpath:org/example/mapper/*.xml
mybatis.configuration.cache-enabled=true
#开启驼峰命名
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true
#打印 SQL 语句
mybatis.configuration.log-impl=org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl

quartz配置类

@Configuration
public class QuartzConfig implements SchedulerFactoryBeanCustomizer {

    @Bean
    public Properties properties() throws IOException {
        PropertiesFactoryBean propertiesFactoryBean = new PropertiesFactoryBean();
        // 对quartz.properties文件进行读取
        propertiesFactoryBean.setLocation(new ClassPathResource("/quartz.properties"));
        // 在quartz.properties中的属性被读取并注入后再初始化对象
        propertiesFactoryBean.afterPropertiesSet();
        return propertiesFactoryBean.getObject();
    }

    @Bean
    public SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean() throws IOException {
        SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean = new SchedulerFactoryBean();
        schedulerFactoryBean.setQuartzProperties(properties());
        return schedulerFactoryBean;
    }

    /*
     * quartz初始化监听器
     */
    @Bean
    public QuartzInitializerListener executorListener() {
        return new QuartzInitializerListener();
    }

    /*
     * 通过SchedulerFactoryBean获取Scheduler的实例
     */
    @Bean
    public Scheduler scheduler() throws IOException {
        return schedulerFactoryBean().getScheduler();
    }

    /**
     * 使用阿里的druid作为数据库连接池
     */
    @Override
    public void customize(@NotNull SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean) {
        schedulerFactoryBean.setStartupDelay(2);
        schedulerFactoryBean.setAutoStartup(true);
        schedulerFactoryBean.setOverwriteExistingJobs(true);
    }
}

业务使用

第一步：创建任务类：

@Slf4j
public class HelloJob implements Job {

    @Override
    public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) {
        QuartzService quartzService = (QuartzService) SpringUtil.getBean("quartzServiceImpl");
        PageInfo<JobAndTriggerDto> jobAndTriggerDetails = quartzService.getJobAndTriggerDetails(1, 10);
        log.info("任务列表总数为：" + jobAndTriggerDetails.getTotal());
        log.info("Hello Job执行时间: " + DateUtil.now());
    }
}