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Java 定时任务 - 从基础到高阶使用 - 从 Timer 到 Quart

news 2025/8/21 9:44:09

在 Java 开发中，定时任务是常见需求，比如定时发送邮件、清理日志、同步数据等。从简单的 Timer 到企业级的 Quartz Scheduler。

基础：使用 Timer 和 TimerTask

Timer 和 TimerTask 是 Java 提供的内置工具，适合简单场景。Timer 负责调度，TimerTask 定义任务逻辑。

示例代码

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;public class TimerExample {public static void main(String[] args) {Timer timer = new Timer();TimerTask task = new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("任务执行时间: " + System.currentTimeMillis());}};// 延迟 1 秒后执行，每 2 秒重复执行timer.schedule(task, 1000, 2000);// 10 秒后停止new Timer().schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {timer.cancel();System.out.println("Timer 停止");}}, 10000);}
}

代码解释
• 创建 Timer 和 TimerTask：
Timer 是调度器，负责管理任务的执行时间。
TimerTask 是一个抽象类，通过重写 run() 方法定义任务逻辑。
• 调度任务：
schedule(task, delay, period)：延迟 delay 毫秒后执行任务，每隔 period 毫秒重复执行。
• 停止 Timer：
使用 timer.cancel() 停止调度器。
优缺点
• 优点：简单易用，无需额外依赖。
• 缺点：单线程执行，任务阻塞会影响后续任务；异常可能导致整个 Timer 终止。

适用场景
轻量级任务，如简单的状态检查或日志清理。

中级：使用 ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中的工具，基于线程池，支持多任务并发执行，比 Timer 更现代、更稳定。

示例代码

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ScheduledExecutorExample {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(2);Runnable task = () -> System.out.println("任务执行时间: " + System.currentTimeMillis());// 延迟 1 秒后执行，每 2 秒重复（固定频率）scheduler.scheduleAtFixedRate(task, 1, 2, TimeUnit.SECONDS);// 10 秒后停止scheduler.schedule(() -> {scheduler.shutdown();System.out.println("Scheduler 停止");}, 10, TimeUnit.SECONDS);}
}

代码解释
• 创建调度器：
Executors.newScheduledThreadPool(2) 创建一个容量为 2 的线程池，支持并发执行。
• 调度任务：
scheduleAtFixedRate(task, initialDelay, period, unit)：延迟 initialDelay 后执行任务，每隔 period 时间单位重复执行。
• 停止调度器：
使用 scheduler.shutdown() 优雅关闭线程池。
• 固定频率 vs 固定延迟：
scheduleAtFixedRate：固定时间间隔执行，不考虑任务耗时。
scheduleWithFixedDelay：任务执行完后，等待固定延迟再执行下一次。

优缺点
• 优点：支持多线程并发，异常不会影响调度器，调度方式灵活。
• 缺点：不支持 cron 表达式，需手动管理线程池。
适用场景
需要并发执行多个定时任务，如批量数据处理、状态监控。

高阶：使用 Spring 的 @Scheduled

在 Spring 项目中，@Scheduled 注解是实现定时任务的首选，简单易用，支持 cron 表达式，适合复杂调度需求。

示例代码

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;@Configuration
@EnableScheduling
@Component
public class SpringScheduledExample {// 每 5 秒执行一次@Scheduled(fixedRate = 5000)public void fixedRateTask() {System.out.println("固定频率任务: " + System.currentTimeMillis());}// 每 5 秒延迟执行（任务完成后等待 5 秒）@Scheduled(fixedDelay = 5000)public void fixedDelayTask() {System.out.println("固定延迟任务: " + System.currentTimeMillis());}// 使用 cron 表达式，每分钟执行一次@Scheduled(cron = "0 * * * * ?")public void cronTask() {System.out.println("Cron 任务: " + System.currentTimeMillis());}
}

代码解释
• 启用调度：
@EnableScheduling 注解启用 Spring 的定时任务支持。
• 定义任务：
@Scheduled(fixedRate = 5000)：每 5 秒执行一次任务。
@Scheduled(fixedDelay = 5000)：任务完成后，等待 5 秒再执行下一次。
@Scheduled(cron = “0 * * * * ?”)：使用 cron 表达式，每分钟的第 0 秒执行。
• Cron 表达式：
格式：秒 分 时 天 月 星期。

配置线程池（可选）

Spring 默认使用单线程调度器，任务阻塞可能导致延迟。可以通过自定义线程池优化：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskScheduler;@Configuration
public class SchedulerConfig {@Beanpublic ThreadPoolTaskScheduler taskScheduler() {ThreadPoolTaskScheduler scheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();scheduler.setPoolSize(10); // 设置线程池大小scheduler.setThreadNamePrefix("scheduled-task-");return scheduler;}
}

代码解释
• ThreadPoolTaskScheduler：Spring 提供的线程池调度器。
• setPoolSize(10)：设置线程池大小为 10，支持并发执行。
• setThreadNamePrefix：设置线程名前缀，便于日志追踪。
优缺点
• 优点：注解驱动，配置简单；支持 cron 表达式；与 Spring 生态无缝集成。
• 缺点：依赖 Spring 框架，分布式场景需额外扩展。
适用场景
Spring 项目的定时任务，如缓存刷新、数据同步。

进阶：使用 Quartz Scheduler

Quartz 是一个功能强大的开源调度框架，适合企业级复杂场景，支持分布式调度、任务持久化和动态管理。

示例代码（Spring 集成 Quartz）

1. 添加依赖（pom.xml）

<dependency><groupId>org.quartz-scheduler</groupId><artifactId>quartz</artifactId><version>2.3.2</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context-support</artifactId><version>5.3.22</version>
</dependency>

2. 定义 Job

import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobExecutionContext;public class MyQuartzJob implements Job {@Overridepublic void execute(JobExecutionContext context) {System.out.println("Quartz Job 执行: " + System.currentTimeMillis());}
}

3. 配置 Quartz

import org.quartz.JobDetail;
import org.quartz.Trigger;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.quartz.JobDetailFactoryBean;
import org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerFactoryBean;
import org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean;@Configuration
public class QuartzConfig {@Beanpublic JobDetailFactoryBean jobDetail() {JobDetailFactoryBean factory = new JobDetailFactoryBean();factory.setJobClass(MyQuartzJob.class);factory.setDurability(true);return factory;}@Beanpublic CronTriggerFactoryBean trigger(JobDetail jobDetail) {CronTriggerFactoryBean factory = new CronTriggerFactoryBean();factory.setJobDetail(jobDetail);factory.setCronExpression("0/5 * * * * ?"); // 每 5 秒执行return factory;}@Beanpublic SchedulerFactoryBean scheduler(Trigger trigger, JobDetail jobDetail) {SchedulerFactoryBean factory = new SchedulerFactoryBean();factory.setTriggers(trigger);factory.setJobDetails(jobDetail);return factory;}
}

代码解释
• Job 定义：
MyQuartzJob 实现 Job 接口，重写 execute 方法定义任务逻辑。
• JobDetail 配置：
JobDetailFactoryBean 用于创建 JobDetail，绑定具体的 Job 类。
setDurability(true)：即使没有触发器，Job 也会保留。
• Trigger 配置：
CronTriggerFactoryBean 定义触发器，使用 cron 表达式 0/5 * * * * ?（每 5 秒触发）。
• Scheduler 配置：
SchedulerFactoryBean 整合 Job 和 Trigger，启动调度。
优缺点
• 优点：支持复杂调度、任务持久化、分布式调度；动态管理任务。
• 缺点：配置复杂，学习成本较高。
适用场景
• 企业级应用，如订单处理、报表生成。
• 分布式系统或需要动态调整任务的场景。

结语

选择建议：
• 简单任务：用 Timer 或 ScheduledExecutorService，轻量快速。
• Spring 项目：首选 @Scheduled，简单高效。
• 企业级复杂调度：选择 Quartz 或分布式框架（如 XXL-Job）。
注意事项
• 异常处理：在任务中捕获异常，避免调度器崩溃；记录日志便于排查问题。
• 资源管理：确保线程池或调度器及时关闭，释放资源。
• 性能优化：根据任务量调整线程池大小；对于大数据量任务，考虑分片或异步执行。

http://www.dtcms.com/a/341104.html

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