# 任务调度

## 任务调度的基本需求

1. 可以配置触发规则，比如基于时刻、时间间隔、表达式、特殊的日期时间规则（节假日）。
2. 指定任务内容，比如执行一个脚本或者一段代码。任务和规则是解耦的。
3. 集中管理任务，持久化任务配置。不用把规则写在代码里面，可以看到所有的任务配置，方便维护。重启之后任务可以再次调度——配置文件或者配置中心。
4. 支持任务的串行执行，例如执行 A 任务后再执行 B 任务再执行 C 任务。
5. 支持多个任务并发执行，互不干扰（例如 ScheduledThreadPoolExecutor）。
6. 有自己的调度器，可以启动、中断、停止任务。
7. 容易集成到框架，例如Spring。

## 任务调度工具对比

| **层次**    | **举例**                        | **特点**                                                                           |
| --------- | ----------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------- |
| **操作系统**  | Linux crontab，Windows 计划任务    | 只能执行简单脚本或者命令                                                                     |
| **数据库**   | MySQL、Oracle                  | 可以操作数据。不能执行 Java 代码                                                              |
| **工具**    | Kettle                        | 可以操作数据，执行脚本。没有集中配置                                                               |
| **开发语言**  | JDK Timer、ScheduledThreadPool | Timer：单线程\<br>JDK1.5 之后：ScheduledThreadPool（Cache、Fiexed、Single）:没有集中配置，日程管理不够灵活 |
| **容器**    | Spring Task、@Scheduled        | 不支持集群                                                                            |
| **分布式框架** | XXL-JOB，Elastic-Job，PowerJob  |                                                                                  |

## cron 表达式

Cron 表达式

| **位置** | **时间域** |      | **特殊值**          |
| ------ | ------- | ---- | ---------------- |
| 1      | 秒       | 0-59 | , - \* /         |
| 2      | 分钟      | 0-59 | , - \* /         |
| 3      | 小时      | 0-23 | , - \* /         |
| 4      | 日期      | 1-31 | , - \* ? / L W C |
| 5      | 月份      | 1-12 | , - \* /         |
| 6      | 星期      | 1-7  | , - \* ? / L W C |
| 7      | 年份（可选）  | 1-31 | , - \* /         |

* `星号(*)`：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如，在分钟字段时，表示“每分钟”；
* `问号(?)`：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于点位符；
* `减号(-)`：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从 10 到 12 点，即 10,11,12；
* `逗号(,)`：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；
* `斜杠(/)`：x/y 表达一个等步长序列，x 为起始值，y 为增量步长值。如在分钟字段中使用 0/15，则表示为 0,15,30 和 45 秒，而 5/15 在分钟字段中表示 5,20,35,50，你也可以使用\*/y，它等同于 0/y；
* `L`：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L 在日期字段中，表示 这个月份的最后一天，如一月的 31 号，非闰年二月的 28 号；如果 L 用在星期中，则表示星期六，等同于 7。但是，如果 L 出现在星期字段里，而且在前面有一个数值 X，则表示“这个月的最后 X 天”，例如，6L 表示该月的最后星期五；
* `W`：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如 15W 表示离该月 15号最近的工作日，如果该月 15 号是星期六，则匹配 14 号星期五；如果 15 日是星期日，则匹配 16 号星期一；如果 15号是星期二，那结果就是 15 号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月，如你指定 1W，如果 1 号是星期六，结果匹配的是 3 号星期一，而非上个月最后的那天。W 字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；
* `LW` 组合：在日期字段可以组合使用 LW，它的意思是当月的最后一个工作日；
* `井号(#)`：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如 6#3 表示当月的第三个星期五(6 表示星期五，#3 表示当前的第三个)，而 4#5 表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；
* `C`：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如 5C 在日期字段中就相当于日历 5 日以后的第一天。1C 在星期字段中相当于星期日后的第一天。

Cron 表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。

## 操作系统实现定时调度

### Linux crontab

crontab 命令是Linux的一个内置的基础命令，使用此命令可以指定一个cron表达式，让其在指定的时间内执行某个命令，是linux操作系统实现定时任务的基础方式。

基本用法如下：

```shell
crontab -e  # 进入vi编辑界面，编辑定时任务，每一行都是一个定时任务。 比如  0 2 1 4 * /usr/local/sh/sayhello.sh  在每年4月1日凌晨2点整运行脚本sayhello.sh
```

crontab 这种操作系统级别的调度任务，通常难以作为复杂的业务调度，较多情况下为操作系统服务：

1. 定时删除较久的日志，避免日志文件过大，造成磁盘使用率过高
2. 定时文件目录数据备份
3. 数据库表同步

> 建议使用 git + ansible 对定时任务进行管理

### Windows计划任务

参考：https://blog.csdn.net/baidu\_24752135/article/details/125742688

## 数据库实现定时调度

数据库也提供了一些定时调度的方式，用以处理数据库实例中的一些数据。

### Oracle

参考：https://blog.csdn.net/qq\_25615395/article/details/79316368

### MySQL

参考：https://www.jianshu.com/p/91773f8375eb

## Kettle

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/137383200

## JDK 实现定时调度

### Timer

JDK 提供了`java.util.Timer`类用以支持定时调度，`Timer`类就是一个定时器，他提供了 `schedule()` 方法对任务进行调度：

```java
// 定时器名称为 PrintNowTime， 且作为daemon线程运行
Timer timer = new Timer("PrintNowTime", true);
// 创建任务
TimerTask timerTask = new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(LocalDateTime.now());
    }
};

// void schedule(TimerTask task, Date time)
// 指定精确的时间执行任务
// 在2024年1月1日执行0点0分0秒执行任务
timer.schedule(timerTask, new Date(2024, Calendar.JANUARY, 1));

// void schedule(TimerTask task, long delay)
// 延时执行任务
// 30秒后执行一次任务
timer.schedule(timerTask, TimeUnit.SECONDS.toMillis(30));

// void schedule(TimerTask task, long delay, long period)
// 指定时间间隔循环执行任务，并且指定第一次执行的延时时间
// 每隔5分钟执行一次任务，第一次运行时间在10s后
timer.schedule(timerTask, TimeUnit.SECONDS.toMillis(10), TimeUnit.MINUTES.toMillis(5));
// schedule不具有追赶性：当任务延时时间很长中间任务未被执行的任务就被取消掉不执行了。
// scheduleAtFixedRate具有追赶性：当任务延时时间很长中间任务会进行补充行执行。
timer.scheduleAtFixedRate(timerTask, TimeUnit.SECONDS.toMillis(10), TimeUnit.MINUTES.toMillis(5));

// void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)
// 指定时间间隔执行任务，并且指定第一次的开始时间
// 从2024年1月1日开始执行，此后每隔20秒执行一次任务
timer.schedule(timerTask, new Date(2024, Calendar.JANUARY, 1), TimeUnit.SECONDS.toMillis(20));
timer.scheduleAtFixedRate(timerTask, new Date(2024, Calendar.JANUARY, 1), TimeUnit.SECONDS.toMillis(20));

```

此外，`Timer` 还可以取消任务，被取消的定时器将会放弃所有的计划任务，但是如果当前有任务正在执行，不会干扰当前任务的运行，当前的任务将会是最后一次运行：

```java
// 取消任务
timer.cancel();

// 回收任务，让垃圾收集器回收对象，一般不用调用该方法
timer.purge();
```

Timer 是单线程的，如果一个timer设置了多个调度任务（调用了多个 `schedule()` 方法），那么多个任务之间按照触发顺序执行，这样任务的运行时间就会与定时器设置的时间有出入，并且，如果其中某个任务异常使Timer线程死掉，从而影响后去任务执行，故JDK1.5 新引入`ScheduledExecutorService`类，用于提供多线程的任务调度。

### ScheduledExecutorService

```java
//创建线程池
ScheduledThreadPoolExecutor pool = new ScheduledThreadPoolExecutor(3);
//ScheduledThreadPoolExecutor pool1 = (ScheduledThreadPoolExecutor) Executors.newScheduledThreadPool(3);

//开始定时任务
pool.scheduleWithFixedDelay(new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + new Date());
    }
}, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);
```

## Spring Task

Spring Task 内部基于`ScheduledExecutorService`，也是一种较为简单的定时任务实现方式。他提供了 `@Scheduled` 注解，用以声明式的方式定义任务调度。注意Spring Task不支持集群，集群运行任务可能会发生一些问题。

使用Spring Task：

```xml
<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
```

开启定时调度功能：

```java
@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}
```

定义定时任务：

```java
@Component
public class MyTask3 {

    private int count=0;

    @Scheduled(cron="*/6 * * * * ?")
    private void process() {
        System.out.println("this is scheduler task runing  "+(count++));
    }
}
```
