SpringBoot定时任务@Scheduled注解详解

Java, 开发语言, 框架算法 / 作者： / / 发表评论 / @EnableScheduling, @Scheduled, cron, fixedDelay, fixedDelayString, fixedRate, fixedRateString, initialDelay, initialDelayString, SpringBoot, zone, 定时任务

项目开发中，经常会遇到定时任务的场景，Spring提供了@Scheduled注解，方便进行定时任务的开发。

要使用@Scheduled注解，首先需要在启动类添加@EnableScheduling，启用Spring的计划任务执行功能，这样可以在容器中的任何Spring管理的bean上检测@Scheduled注解，执行计划任务。

一、注解定义

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(Schedules.class)
public @interface Scheduled {
 
    String cron() default "";
 
    String zone() default "";
 
    long fixedDelay() default -1;
 
    String fixedDelayString() default "";
 
    long fixedRate() default -1;
 
    String fixedRateString() default "";
     
    long initialDelay() default -1;
 
    String initialDelayString() default "";
 
}

二、参数说明

参数参数说明示例
cron任务执行的cron表达式0/1 * * * * ?
zonecron表达时解析使用的时区，默认为服务器的本地时区，使用java.util.TimeZone#getTimeZone(String)方法解析GMT-8:00
fixedDelay上一次任务执行结束到下一次执行开始的间隔时间，单位为ms1000
fixedDelayString上一次任务执行结束到下一次执行开始的间隔时间，使用java.time.Duration#parse解析PT15M
fixedRate以固定间隔执行任务，即上一次任务执行开始到下一次执行开始的间隔时间，单位为ms，若在调度任务执行时,上一次任务还未执行完毕，会加入worker队列，等待上一次执行完成后立即执行下一次任务2000
fixedRateString与fixedRate逻辑一致，只是使用java.time.Duration#parse解析PT15M
initialDelay首次任务执行的延迟时间1000
initialDelayString首次任务执行的延迟时间，使用java.time.Duration#parse解析PT15M

1、cron

该参数接收一个cron表达式，cron表达式是一个字符串，字符串以5或6个空格隔开，分开共6或7个域，每一个域代表一个含义。

2、zone

时区，接收一个java.util.TimeZone#ID。cron表达式会基于该时区解析。默认是一个空字符串，即取服务器所在地的时区。比如我们一般使用的时区Asia/Shanghai。该字段我们一般留空。

3、fixedDelay

上一次执行完毕时间点之后多长时间再执行。

1
@Scheduled(fixedDelay = 5000) //上一次执行完毕时间点之后5秒再执行

4、fixedDelayString

与 fixedDelay 意思相同，只是使用字符串的形式。唯一不同的是支持占位符。

1
@Scheduled(fixedDelayString = "5000") //上一次执行完毕时间点之后5秒再执行

占位符的使用(配置文件中有配置：time.fixedDelay=5000)：

1
2
3
4
@Scheduled(fixedDelayString = "${time.fixedDelay}")
void testFixedDelayString() {
    System.out.println("Execute at " + System.currentTimeMillis());
}

5、fixedRate

上一次开始执行时间点之后多长时间再执行。

1
@Scheduled(fixedRate = 5000) //上一次开始执行时间点之后5秒再执行

6、fixedRateString

与 fixedRate 意思相同，只是使用字符串的形式。唯一不同的是支持占位符。

7、initialDelay

第一次延迟多长时间后再执行。

1
@Scheduled(initialDelay=1000, fixedRate=5000) //第一次延迟1秒后执行，之后按fixedRate的规则每5秒执行一次

8、initialDelayString

与 initialDelay 意思相同，只是使用字符串的形式。唯一不同的是支持占位符。

三、cron表达式语法

1
[秒] [分] [小时] [日] [月] [周] [年]

注：[年]不是必须的域，可以省略[年]，则一共6个域

序号说明必填允许填写的值允许的通配符
1秒是0-59, – * /
2分是0-59, – * /
3时是0-23, – * /
4日是1-31, – * ? / L W
5月是1-12 / JAN-DEC, – * /
6周是1-7 or SUN-SAT, – * ? / L #
7年否1970-2099, – * /

1、通配符说明

  • *：表示所有值。 例如:在分的字段上设置 *，表示每一分钟都会触发。
  • ？：表示不指定值。使用的场景为不需要关心当前设置这个字段的值。例如:要在每月的10号触发一个操作，但不关心是周几，所以需要周位置的那个字段设置为”?” 具体设置为 0 0 0 10 * ?
  • –：表示区间。例如 在小时上设置 “10-12”,表示 10,11,12点都会触发。
  • ，：表示指定多个值，例如在周字段上设置 “MON,WED,FRI” 表示周一，周三和周五触发
  • /：用于递增触发。如在秒上面设置”5/15” 表示从5秒开始，每增15秒触发(5,20,35,50)。 在日字段上设置’1/3’所示每月1号开始，每隔三天触发一次。
  • L：表示最后的意思。在日字段设置上，表示当月的最后一天(依据当前月份，如果是二月还会依据是否是润年[leap]), 在周字段上表示星期六，相当于”7”或”SAT”。如果在”L”前加上数字，则表示该数据的最后一个。例如在周字段上设置”6L”这样的格式,则表示“本月最后一个星期五”
  • W：表示离指定日期的最近那个工作日(周一至周五). 例如在日字段上置”15W”，表示离每月15号最近的那个工作日触发。如果15号正好是周六，则找最近的周五(14号)触发, 如果15号是周未，则找最近的下周一(16号)触发.如果15号正好在工作日(周一至周五)，则就在该天触发。如果指定格式为 “1W”,它则表示每月1号往后最近的工作日触发。如果1号正是周六，则将在3号下周一触发。(注，”W”前只能设置具体的数字,不允许区间”-“)。
  • #：序号(表示每月的第几个周几)，例如在周字段上设置”6#3”表示在每月的第三个周六.注意如果指定”#5”,正好第五周没有周六，则不会触发该配置(用在母亲节和父亲节再合适不过了) ；小提示：’L’和 ‘W’可以一组合使用。如果在日字段上设置”LW”,则表示在本月的最后一个工作日触发；周字段的设置，若使用英文字母是不区分大小写的，即MON与mon相同。

示例：

每隔5秒执行一次：*/5 * * * * ?

每隔1分钟执行一次：0 */1 * * * ?

每天23点执行一次：0 0 23 * * ?

每天凌晨1点执行一次：0 0 1 * * ?

每月1号凌晨1点执行一次：0 0 1 1 * ?

每月最后一天23点执行一次：0 0 23 L * ?

每周星期六凌晨1点实行一次：0 0 1 ? * L

在26分、29分、33分执行一次：0 26,29,33 * * * ?

每天的0点、13点、18点、21点都执行一次：0 0 0,13,18,21 * * ?

2、cron表达式使用占位符

cron属性接收的cron表达式支持占位符。

配置文件：

1
2
3
time:
  cron: */5 * * * * *
  interval: 5

每5秒执行一次：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
@Scheduled(cron="${time.cron}")
void testPlaceholder1() {
    System.out.println("Execute at " + System.currentTimeMillis());
}
 
@Scheduled(cron="*/${time.interval} * * * * *")
void testPlaceholder2() {
    System.out.println("Execute at " + System.currentTimeMillis());
}

四、使用详解

1、定时任务同步/异步执行

  • 定时任务执行默认是单线程模式，会创建一个本地线程池，线程池大小为1。当项目中有多个定时任务时，任务之间会相互等待，同步执行

源码：

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
// org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar#scheduleTasks
if (this.taskScheduler == null) {
    this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
    this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
}
 
// java.util.concurrent.Executors#newSingleThreadScheduledExecutor()
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
    return new DelegatedScheduledExecutorService
        (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}

代码示例：

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
@Slf4j
@Component
public class RunIntervalTestScheduler {
 
    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void singleThreadTest1() {
        log.info("singleThreadTest1");
        LockSupport.parkNanos(TimeUnit.SECONDS.toNanos(1));
    }
 
    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void singleThreadTest2() {
        log.info("singleThreadTest2");
        LockSupport.parkNanos(TimeUnit.SECONDS.toNanos(1));
    }
 
    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void singleThreadTest3() {
        log.info("singleThreadTest3");
        LockSupport.parkNanos(TimeUnit.SECONDS.toNanos(1));
    }
}
  • 通过实现SchedulingConfigurer接口，手动创建线程池，配置期望的线程数量

示例代码：

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
@Configuration
public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {
 
    /**
     * 任务执行线程池大小
     */    private static final int TASK_POOL_SIZE = 50;
    /**
     * 线程名
     */    private static final String TASK_THREAD_PREFIX = "test-task-";
 
    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
        ThreadPoolTaskScheduler taskPool = new ThreadPoolTaskScheduler();
        taskPool.setPoolSize(TASK_POOL_SIZE);
        taskPool.setThreadNamePrefix(TASK_THREAD_PREFIX);
        taskPool.initialize();
        scheduledTaskRegistrar.setTaskScheduler(taskPool);
    }
}

此时任务的执行已经异步化，从自定义线程池中分配线程执行任务，在实际应用中需要考虑实际任务数量，创建相应大小的线程池。

2、fixedRate/fixedDelay区别

  • fixedRate是配置上一次任务执行开始到下一次执行开始的间隔时间，不会等待上一次任务执行完成就会调度下一次任务，将其放入等待队列中

代码示例：

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
@Slf4j
@Component
public class RunIntervalTestScheduler {
 
    @Scheduled(initialDelay = 1000, fixedRate = 1000)
    public void fixedRate() throws Exception {
        log.info("fixedRate run");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    }
}

任务配置的fixedRate为1s，执行日志打印的时间间隔都是3s左右，也就是上一次执行完成后，紧接着就执行下一次任务。

  • fixedDelay是配置的上一次任务执行结束到下一次执行开始的间隔时间，也就是说会等待上一次任务执行结束后，延迟间隔时间，再执行下一次任务

代码示例：

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
@Slf4j
@Component
public class RunIntervalTestScheduler {
 
    @Scheduled(initialDelay = 1000, fixedDelay = 1000)
    public void fixedDelay() throws Exception {
        log.info("fixedDelay run");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    }
}

任务配置的fixedDelay为1s，执行日志打印的时间间隔都是4s左右，也就是上一次执行完成后，延迟1s后执行下一次任务。

  • cron表达式如果配置为类似每秒执行、每分钟执行(例:0/1 * * * * ?, 每秒执行)，调度跟fixedDelay是一致的，也是在上一次任务执行结束后，等待间隔时间

代码示例：

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
@Slf4j
@Component
public class RunIntervalTestScheduler {
 
    @Scheduled(cron = "0/1 * * * * ?")
    public void cronRun() throws Exception{
        log.info("cron run");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    }
}

执行日志打印的时间间隔都是4s左右，也就是上一次执行完成后，延迟1s后执行下一次任务。

  • cron表达式如果配置为固定时间执行(例:1 * * * * ?, 秒数为1时执行)，若上一次任务没有执行完，则不会调度本次任务，跳过本次执行，等待下一次执行周期

代码示例：

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
@Slf4j
@Component
public class RunIntervalTestScheduler {
 
    @Scheduled(cron = "1 * * * * ?")
    public void cronRun() throws Exception{
        log.info("cron run");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(70);
    }
}

上一次任务未执行完毕，则跳过了本次执行。

五、源码解析

配置了@Scheduled注解的方法，Spring的处理是通过注册ScheduledAnnotationBeanPostProcessor来执行，将不同配置参数的任务分配给不同的handler处理，核心代码如下：

1、org.springframework.scheduling.annotation.ScheduledAnnotationBeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
    if (bean instanceof AopInfrastructureBean || bean instanceof TaskScheduler ||
            bean instanceof ScheduledExecutorService) {
        // Ignore AOP infrastructure such as scoped proxies.
        return bean;
    }
 
    Class<?> targetClass = AopProxyUtils.ultimateTargetClass(bean);
    if (!this.nonAnnotatedClasses.contains(targetClass) &&
            AnnotationUtils.isCandidateClass(targetClass, Arrays.asList(Scheduled.class, Schedules.class))) {
        Map<Method, Set<Scheduled>> annotatedMethods = MethodIntrospector.selectMethods(targetClass,
                (MethodIntrospector.MetadataLookup<Set<Scheduled>>) method -> {
                    Set<Scheduled> scheduledMethods = AnnotatedElementUtils.getMergedRepeatableAnnotations(
                            method, Scheduled.class, Schedules.class);
                    return (!scheduledMethods.isEmpty() ? scheduledMethods : null);
                });
        if (annotatedMethods.isEmpty()) {
            this.nonAnnotatedClasses.add(targetClass);
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace("No @Scheduled annotations found on bean class: " + targetClass);
            }
        }
        else {
            // Non-empty set of methods
            annotatedMethods.forEach((method, scheduledMethods) ->
                    scheduledMethods.forEach(scheduled -> processScheduled(scheduled, method, bean)));
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace(annotatedMethods.size() + " @Scheduled methods processed on bean '" + beanName +
                        "': " + annotatedMethods);
            }
        }
    }
    return bean;
}

2、org.springframework.scheduling.annotation.ScheduledAnnotationBeanPostProcessor#processScheduled

001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
011
012
013
014
015
016
017
018
019
020
021
022
023
024
025
026
027
028
029
030
031
032
033
034
035
036
037
038
039
040
041
042
043
044
045
046
047
048
049
050
051
052
053
054
055
056
057
058
059
060
061
062
063
064
065
066
067
068
069
070
071
072
073
074
075
076
077
078
079
080
081
082
083
084
085
086
087
088
089
090
091
092
093
094
095
096
097
098
099
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
/**
 * Process the given {@code @Scheduled} method declaration on the given bean.
 * @param scheduled the @Scheduled annotation
 * @param method the method that the annotation has been declared on
 * @param bean the target bean instance
 * @see #createRunnable(Object, Method)
 */protected void processScheduled(Scheduled scheduled, Method method, Object bean) {
    try {
        Runnable runnable = createRunnable(bean, method);
        boolean processedSchedule = false;
        String errorMessage =
                "Exactly one of the 'cron', 'fixedDelay(String)', or 'fixedRate(String)' attributes is required";
        Set<ScheduledTask> tasks = new LinkedHashSet<>(4);
        // Determine initial delay
        long initialDelay = scheduled.initialDelay();
        String initialDelayString = scheduled.initialDelayString();
        if (StringUtils.hasText(initialDelayString)) {
            Assert.isTrue(initialDelay < 0, "Specify 'initialDelay' or 'initialDelayString', not both");
            if (this.embeddedValueResolver != null) {
                initialDelayString = this.embeddedValueResolver.resolveStringValue(initialDelayString);
            }
            if (StringUtils.hasLength(initialDelayString)) {
                try {
                    initialDelay = parseDelayAsLong(initialDelayString);
                }
                catch (RuntimeException ex) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                            "Invalid initialDelayString value "" + initialDelayString + "" - cannot parse into long");
                }
            }
        }
        // Check cron expression
        String cron = scheduled.cron();
        if (StringUtils.hasText(cron)) {
            String zone = scheduled.zone();
            if (this.embeddedValueResolver != null) {
                cron = this.embeddedValueResolver.resolveStringValue(cron);
                zone = this.embeddedValueResolver.resolveStringValue(zone);
            }
            if (StringUtils.hasLength(cron)) {
                Assert.isTrue(initialDelay == -1, "'initialDelay' not supported for cron triggers");
                processedSchedule = true;
                if (!Scheduled.CRON_DISABLED.equals(cron)) {
                    TimeZone timeZone;
                    if (StringUtils.hasText(zone)) {
                        timeZone = StringUtils.parseTimeZoneString(zone);
                    }
                    else {
                        timeZone = TimeZone.getDefault();
                    }
                    tasks.add(this.registrar.scheduleCronTask(new CronTask(runnable, new CronTrigger(cron, timeZone))));
                }
            }
        }
        // At this point we don't need to differentiate between initial delay set or not anymore
        if (initialDelay < 0) {
            initialDelay = 0;
        }
        // Check fixed delay
        long fixedDelay = scheduled.fixedDelay();
        if (fixedDelay >= 0) {
            Assert.isTrue(!processedSchedule, errorMessage);
            processedSchedule = true;
            tasks.add(this.registrar.scheduleFixedDelayTask(new FixedDelayTask(runnable, fixedDelay, initialDelay)));
        }
        String fixedDelayString = scheduled.fixedDelayString();
        if (StringUtils.hasText(fixedDelayString)) {
            if (this.embeddedValueResolver != null) {
                fixedDelayString = this.embeddedValueResolver.resolveStringValue(fixedDelayString);
            }
            if (StringUtils.hasLength(fixedDelayString)) {
                Assert.isTrue(!processedSchedule, errorMessage);
                processedSchedule = true;
                try {
                    fixedDelay = parseDelayAsLong(fixedDelayString);
                }
                catch (RuntimeException ex) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                            "Invalid fixedDelayString value "" + fixedDelayString + "" - cannot parse into long");
                }
                tasks.add(this.registrar.scheduleFixedDelayTask(new FixedDelayTask(runnable, fixedDelay, initialDelay)));
            }
        }
        // Check fixed rate
        long fixedRate = scheduled.fixedRate();
        if (fixedRate >= 0) {
            Assert.isTrue(!processedSchedule, errorMessage);
            processedSchedule = true;
            tasks.add(this.registrar.scheduleFixedRateTask(new FixedRateTask(runnable, fixedRate, initialDelay)));
        }
        String fixedRateString = scheduled.fixedRateString();
        if (StringUtils.hasText(fixedRateString)) {
            if (this.embeddedValueResolver != null) {
                fixedRateString = this.embeddedValueResolver.resolveStringValue(fixedRateString);
            }
            if (StringUtils.hasLength(fixedRateString)) {
                Assert.isTrue(!processedSchedule, errorMessage);
                processedSchedule = true;
                try {
                    fixedRate = parseDelayAsLong(fixedRateString);
                }
                catch (RuntimeException ex) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                            "Invalid fixedRateString value "" + fixedRateString + "" - cannot parse into long");
                }
                tasks.add(this.registrar.scheduleFixedRateTask(new FixedRateTask(runnable, fixedRate, initialDelay)));
            }
        }
        // Check whether we had any attribute set
        Assert.isTrue(processedSchedule, errorMessage);
        // Finally register the scheduled tasks
        synchronized (this.scheduledTasks) {
            Set<ScheduledTask> regTasks = this.scheduledTasks.computeIfAbsent(bean, key -> new LinkedHashSet<>(4));
            regTasks.addAll(tasks);
        }
    }
    catch (IllegalArgumentException ex) {
        throw new IllegalStateException(
                "Encountered invalid @Scheduled method '" + method.getName() + "': " + ex.getMessage());
    }
}

3、org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar#scheduleTasks

01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
/**
 * Schedule all registered tasks against the underlying
 * {@linkplain #setTaskScheduler(TaskScheduler) task scheduler}.
 */proected void scheduleTasks() {
    if (this.taskScheduler == null) {
        this.localExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        this.taskScheduler = new ConcurrentTaskScheduler(this.localExecutor);
    }
    if (this.triggerTasks != null) {
        for (TriggerTask task : this.triggerTasks) {
            addScheduledTask(scheduleTriggerTask(task));
        }
    }
    if (this.cronTasks != null) {
        for (CronTask task : this.cronTasks) {
            addScheduledTask(scheduleCronTask(task));
        }
    }
    if (this.fixedRateTasks != null) {
        for (IntervalTask task : this.fixedRateTasks) {
            addScheduledTask(scheduleFixedRateTask(task));
        }
    }
    if (this.fixedDelayTasks != null) {
        for (IntervalTask task : this.fixedDelayTasks) {
            addScheduledTask(scheduleFixedDelayTask(task));
        }
    }
}
打赏微海报分享

相关文章

发表评论

欢迎阅读『SpringBoot定时任务@Scheduled注解详解|Java、开发语言、框架算法|Nick Tan-梓潼Blog』