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SpringBoot定时任务 - ScheduleExecutorService实现方式

张启忻大约 5 分钟

SpringBoot定时任务 - ScheduleExecutorService实现方式

提示

上文介绍的Timer在实际开发中很少被使用， 因为Timer底层是使用一个单线程来实现多个Timer任务处理的，所有任务都是由同一个线程来调度，所有任务都是串行执行。而ScheduledExecutorService是基于线程池的，可以开启多个线程进行执行多个任务，每个任务开启一个线程； 这样任务的延迟和未处理异常就不会影响其它任务的执行了。

  • SpringBoot定时任务 - ScheduleExecutorService实现方式
    • 知识准备
      • 为什么用ScheduledExecutorService 代替 Timer？
      • ScheduledExecutorService所在的线程池的知识体系？
    • ScheduledExecutorService实现案例
      • schedule
      • scheduleAtFixedRate
      • scheduleWithFixedDelay
    • 进一步理解
      • schedule 和 scheduleAtFixedRate和 scheduleWithFixedDelay有何区别？
    • 示例源码

知识准备

需要对ScheduledExecutorService 代替 Timer的原因以及ScheduledExecutorService所在的知识体系有了解。

为什么用ScheduledExecutorService 代替 Timer？

上文我们说到Timer底层是使用一个单线程来实现多个Timer任务处理的，所有任务都是由同一个线程来调度，所有任务都是串行执行，意味着同一时间只能有一个任务得到执行，而前一个任务的延迟或者异常会影响到之后的任务。

如果有一个定时任务在运行时，产生未处理的异常，那么当前这个线程就会停止，那么所有的定时任务都会停止，受到影响。

而ScheduledExecutorService是基于线程池的，可以开启多个线程进行执行多个任务，每个任务开启一个线程； 这样任务的延迟和未处理异常就不会影响其它任务的执行了。

ScheduledExecutorService所在的线程池的知识体系？

属于Java并发中JUC，具体可以看 [ JUC - 类汇总和学习指南 ](/md/java/thread/java-thread-x-juc- overview.html)

image
image

ScheduledExecutorService实现案例

ScheduledExecutorService使用例子如下。

schedule

延迟1秒执行一个进程任务。


    @SneakyThrows
    public static void schedule() {
        ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        executor.schedule(
                new Runnable() {
                    @Override
                    @SneakyThrows
                    public void run() {
                        log.info("run schedule @ {}", LocalDateTime.now());
                    }
                },
                1000,
                TimeUnit.MILLISECONDS);
        // waiting to process(sleep to mock)
        Thread.sleep(10000);
    
        // stop
        executor.shutdown();
    }

输出


    21:07:02.047 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run schedule @ 2022-03-10T21:07:02.046

scheduleAtFixedRate

延迟0.5秒开始执行，每秒执行一次， 10秒后停止。

同时测试某次任务执行时间大于周期时间的变化。


    /**
        * 每秒执行一次，延迟0.5秒执行。
        */
    @SneakyThrows
    public static void scheduleAtFixedRate() {
        AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
        ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        executor.scheduleAtFixedRate(
                new Runnable() {
                    @Override
                    @SneakyThrows
                    public void run() {
                        if (count.getAndIncrement()==2) {
                            Thread.sleep(5000); // 执行时间超过执行周期
                        }
                        log.info("run scheduleAtFixedRate @ {}", LocalDateTime.now());
                    }
                },
                500,
                1000, // 每隔多久执行
                TimeUnit.MILLISECONDS);
        // waiting to process(sleep to mock)
        Thread.sleep(10000);
    
        // stop
        executor.shutdown();
    }

输出


    20:51:47.626 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:47.624
    20:51:48.575 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:48.575
    20:51:54.579 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:54.579
    20:51:54.579 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:54.579
    20:51:54.579 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:54.579
    20:51:54.580 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:54.580
    20:51:54.580 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:54.580
    20:51:54.580 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:54.580
    20:51:55.574 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:55.574
    20:51:56.578 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleAtFixedRate @ 2022-03-10T20:51:56.578

（你会发现周期执行1秒中执行一次，但是某次执行了5秒，这时候，后续的任务会加快执行进度，一次性就执行了，执行的时间都是20:51:54，所以scheduleAtFixedRate最大的特点是 保证了总时间段内的执行次数 ）

scheduleWithFixedDelay

延迟0.5秒开始执行，每秒执行一次， 10秒后停止。

同时测试某次任务执行时间大于周期时间的变化。


    /**
        * 每秒执行一次，延迟0.5秒执行。
        */
    @SneakyThrows
    public static void scheduleWithFixedDelay() {
        AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
        ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        executor.scheduleWithFixedDelay(
                new Runnable() {
                    @Override
                    @SneakyThrows
                    public void run() {
                        if (count.getAndIncrement()==2) {
                            Thread.sleep(5000); // 执行时间超过执行周期
                        }
                        log.info("run scheduleWithFixedDelay @ {}", LocalDateTime.now());
                    }
                },
                500,
                1000, // 上次执行完成后，延迟多久执行
                TimeUnit.MILLISECONDS);
    
        // waiting to process(sleep to mock)
        Thread.sleep(10000);
    
        // stop
        executor.shutdown();
    }

输出


    20:50:03.559 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleWithFixedDelay @ 2022-03-10T20:50:03.557
    20:50:04.564 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleWithFixedDelay @ 2022-03-10T20:50:04.564
    20:50:10.568 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleWithFixedDelay @ 2022-03-10T20:50:10.568
    20:50:11.569 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleWithFixedDelay @ 2022-03-10T20:50:11.569
    20:50:12.571 [pool-1-thread-1] INFO tech.pdai.springboot.schedule.executorservice.ScheduleExecutorServiceDemo - run scheduleWithFixedDelay @ 2022-03-10T20:50:12.571

进一步理解

我们再通过一些问题来帮助你更深入理解ScheduleExecutorService实现方式。

schedule 和 scheduleAtFixedRate和 scheduleWithFixedDelay有何区别？

  • schedule ：延迟执行一个任务。

  • scheduleAtFixedRate ：每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个period间隔，也就是说下次执行时间相对于上一次任务开始的时间点；按照上述的例子，它 保证了总时间段内的任务的执行次数

  • scheduleAtFixedDelay ：每次执行完当前任务后，然后间隔一个period的时间再执行下一个任务； 当某个任务执行周期大于时间间隔时，依然按照间隔时间执行下个任务，即它 保证了任务之间执行的间隔 。

（PS：和timer对比下，timer中没有scheduleAtFixedDelay，它的schedule等同于scheduleAtFixedDelay）

示例源码

https://github.com/realpdai/tech-pdai-spring-demos

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