幾種簡單實用的分布式定時任務！
單點定時任務
JDK 原生
自從 JDK1.5 之后，提供了 ScheduledExecutorService 代替 TimerTask 來執行定時任務，提供了不錯的可靠性。
public class SomeScheduledExecutorService {
public static void main(String[] args) {
// 創建任務隊列，共 10 個線程
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService =
Executors.newScheduledThreadPool(10);
// 執行任務: 1秒 后開始執行，每 30秒 執行一次
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
System.out.println("執行任務：" + new Date());
}, 10, 30, TimeUnit.SECONDS);
}
}
Spring Task
Spring Framework 自帶定時任務，提供了 cron 表達式來實現豐富定時任務配置。新手推薦使用 https://cron.qqe2.com/ 這個網站來匹配你的 cron 表達式。
@Configuration
@EnableScheduling
public class SomeJob {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SomeJob.class);
/**
* 每分鐘執行一次（例：18:01:00，18:02:00）
* 秒 分鐘 小時 日 月 星期 年
*/
@Scheduled(cron = "0 0/1 * * * ? *")
public void someTask() {
//...
}
}
單點的定時服務在目前微服務的大環境下，應用場景越來越局限，所以嘗鮮一下分布式定時任務吧。
基于 Redis 實現
相較于之前兩種方式，這種基于 Redis 的實現可以通過多點來增加定時任務，多點消費。但是要做好防范重復消費的準備。
通過 ZSet 的方式：將定時任務存放到 ZSet 集合中，并且將過期時間存儲到 ZSet 的 Score 字段中，然后通過一個循環來判斷當前時間內是否有需要執行的定時任務，如果有則進行執行。
具體實現代碼如下：
/**
* Description: 基于Redis的ZSet的定時任務 .<br>
*
* @author mxy
* @Date 2020/8/25 11:54
*/
@Configuration
@EnableScheduling
public class RedisJob {
public static final String JOB_KEY = "redis.job.task";
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RedisJob.class);
@Autowired private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
/**
* 添加任務.
*
* @param task
*/
public void addTask(String task, Instant instant) {
stringRedisTemplate.opsForZSet().add(JOB_KEY, task, instant.getEpochSecond());
}
/**
* 定時任務隊列消費
* 每分鐘消費一次（可以縮短間隔到1s）
*/
@Scheduled(cron = "0 0/1 * * * ? *")
public void doDelayQueue() {
long nowSecond = Instant.now().getEpochSecond();
// 查詢當前時間的所有任務
Set<String> strings = stringRedisTemplate.opsForZSet().range(JOB_KEY, 0, nowSecond);
for (String task : strings) {
// 開始消費 task
LOGGER.info("執行任務:{}", task);
}
// 刪除已經執行的任務
stringRedisTemplate.opsForZSet().remove(JOB_KEY, 0, nowSecond);
}
}
適用場景如下：
- 訂單下單之后 15 分鐘后，用戶如果沒有付錢，系統需要自動取消訂單
- 紅包 24 小時未被查收，需要延遲執退還業務
- 某個活動指定在某個時間內生效&失效
優勢是：
- 省去了 MySQL 的查詢操作，而使用性能更高的 Redis 做為代替
- 不會因為停機等原因，遺漏要執行的任務
鍵空間通知的方式：我們可以通過 Redis 的鍵空間通知來實現定時任務，它的實現思路是給所有的定時任務設置一個過期時間，等到了過期之后，我們通過訂閱過期消息就能感知到定時任務需要被執行了，此時我們執行定時任務即可。
默認情況下 Redis 是不開啟鍵空間通知的，需要我們通過 config set notify-keyspace-events Ex 的命令手動開啟。
開啟之后定時任務的代碼如下:
自定義監聽器：
/**
* 自定義監聽器.
*/
public class KeyExpiredListener extends KeyExpirationEventMessageListener {
public KeyExpiredListener(RedisMessageListenerContainer listenerContainer) {
super(listenerContainer);
}
@Override
public void onMessage(Message message, byte[] pattern) {
// channel
String channel = new String(message.getChannel(), StandardCharsets.UTF_8);
// 過期的key
String key = new String(message.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);
// todo 你的處理
}
}
設置該監聽器：
/** * Description: 通過訂閱Redis的過期通知來實現定時任務 .
/**
* Description: 通過訂閱Redis的過期通知來實現定時任務 .<br>
*
* @author mxy
* @Date 2020/8/25 12:07
*/
@Configuration
public class RedisExJob {
@Autowired private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;
@Bean
public RedisMessageListenerContainer redisMessageListenerContainer() {
RedisMessageListenerContainer redisMessageListenerContainer = new RedisMessageListenerContainer();
redisMessageListenerContainer.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
return redisMessageListenerContainer;
}
@Bean
public KeyExpiredListener keyExpiredListener() {
return new KeyExpiredListener(this.redisMessageListenerContainer());
}
}
Spring 會監聽符合以下格式的 Redis 消息：
private static final Topic TOPIC_ALL_KEYEVENTS = new PatternTopic("__keyevent@*");
基于 Redis 的定時任務能夠適用的場景也比較有限，但實現上相對簡單，但對于功能冪等有很大要求。從使用場景上來說，更應該叫做延時任務。
場景舉例：
訂單下單之后 15 分鐘后，用戶如果沒有付錢，系統需要自動取消訂單
紅包 24 小時未被查收，需要延遲執退還業務
優劣勢是：
- 被動觸發，對于服務的資源消耗更小
- Redis 的 Pub/Sub 不可靠，沒有 ACK 機制等，但是一般情況可以容忍
- 鍵空間通知功能會耗費一些 CPU
分布式定時任務
引入分布式定時任務組件 or 中間件：將定時任務作為單獨的服務，遏制了重復消費，獨立的服務也有利于擴展和維護。
quartz
依賴于 MySQL，使用相對簡單，可多節點部署，通過競爭數據庫鎖來保證只有一個節點執行任務。沒有圖形化管理頁面，使用相對麻煩。
elastic-job-lite
依賴于 Zookeeper，通過 Zookeeper 的注冊與發現，可以動態的添加服務器。
- 多種作業模式
- 失效轉移
- 運行狀態收集
- 多線程處理數據
- 冪等性
- 容錯處理
- 支持spring命名空間
- 有圖形化管理頁面
LTS
依賴于 Zookeeper，集群部署,可以動態的添加服務器。可以手動增加定時任務，啟動和暫停任務。
- 業務日志記錄器
- SPI 擴展支持
- 故障轉移
- 節點監控
- 多樣化任務執行結果支持
- FailStore 容錯
- 動態擴容
- 對 spring 相對友好
- 有監控和管理圖形化界面
xxl-job
國產，依賴于 MySQL，基于競爭數據庫鎖保證只有一個節點執行任務，支持水平擴容。可以手動增加定時任務，啟動和暫停任務。
- 彈性擴容
- 分片廣播
- 故障轉移
- Rolling實時日志
- GLUE(支持在線編輯代碼，免發布)
- 任務進度監控
- 任務依賴
- 數據加密
- 郵件報警
- 運行報表
- 優雅停機
- 國際化(中文友好)
總結
微服務下，推薦使用 xxl-job 這一類組件服務將定時任務合理有效的管理起來。而單點的定時任務有其局限性，適用于規模較小、對未來擴展要求不高的服務。
相對而言，基于 Spring Task 的定時任務最簡單快捷，而 xxl-job 的難度主要體現在集成和調試上。
無論是什么樣的定時任務，你都需要確保：
任務不會因為集群部署而被多次執行
任務發生異常得到有效的處理
任務的處理過慢導致大量積壓
任務應該在預期的時間點執行
中間件可以將服務解耦，但增加了復雜度。
