java实现定时任务
jdk自带的库中，有两种方式可以实现定时任务，一种是timer，另一种是scheduledthreadpoolexecutor。
Timer+TimerTask
创建一个Timer就创建了一个线程，可以用来调度TimerTask任务
Timer有四个构造方法，可以指定Timer线程的名字以及是否设置为为守护线程。默认名字Timer-编号，默认不是守护线程。
主要有三个比较重要的方法：
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cancel()：终止任务调度，取消当前调度的所有任务，正在运行的任务不受影响
purge()：从任务队列中移除所有已经取消的任务
schedule：开始调度任务，提供了几个重载方法：
schedule(TimerTask task, long delay)延时执行，表示delay毫秒后执行一次task任务
schedule(TimerTask task, Date time)`指定时间执行，到`time`时间的时候执行一次`taskschedule(TimerTask task, long delay, long period)`延时周期执行，经过`delay`毫秒后每`period`毫秒执行一次`taskschedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)`指定时间后周期执行，到达指定时间`firstTime`后每`period`毫秒执行一次`task
示例
public class TimerTest {
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer("aa");
Task task = new Task();
timer.schedule(task,new Date(),1000);
}
}
class Task extends TimerTask{
@Override
public void run() {
System.out.println(new Date());
}
}输出：
Thu Jul 07 14:50:02 CST 2022
Thu Jul 07 14:50:03 CST 2022
Thu Jul 07 14:50:04 CST 2022
Thu Jul 07 14:50:05 CST 2022
…………
弊端
Timer是单一线程的，且不会抛出异常。如果定时任务产生异常，整个线程将停止，从而导致定时任务终止。
ScheduledThreadPoolExecutor
因为Timer的缺陷，所以不建议使用Timer，建议使用ScheduledThreadPoolExecutor。
ScheduledThreadPoolExecutor是Timer的替代者，于JDK1.5引入，继承了ThreadPoolExecutor，是基于线程池设计的定时任务类。
主要的调度方法：
schedule只执行一次调度，(任务，延迟时间，延迟时间单位)
scheduleAtFixedRate按固定的频率调度，如果执行时间过长，下次调度会延迟，（任务，第一次执行的延迟时间，周期，时间单位）
scheduleWithFixedDelay延迟调度，一次任务执行完后加上延迟时间执行下一次任务，（任务，第一次执行的延迟时间，间隔时间，时间单位）
示例
public class TimerTest {
public static void main(String[] args) throws Exception{
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(
() -> System.out.println(new Date()),
1,3, TimeUnit.SECONDS);
}
}Spring定时任务
Spring定时任务主要靠@Scheduled注解实现，corn,fixedDelay,fixedDelayString,fixedRate,fixedRateString五个参数必须指定其一，传两个或三个都会抛出异常
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(Schedules.class)
public @interface Scheduled {
String CRON_DISABLED = ScheduledTaskRegistrar.CRON_DISABLED;
// cron表达式
String cron() default "";
// 时区
String zone() default "";
// 从上一次调用结束到下一次调用之间的固定时间
long fixedDelay() default -1;
// 和fixedDelay意思相同，只是使用字符传格式，支持占位符。例如：fixedDelayString = "${time.fixedDelay}"
String fixedDelayString() default "";
// 两次调用之间固定的毫秒数（不需要等待上次任务完成）
long fixedRate() default -1;
// 同上，支持占位符
String fixedRateString() default "";
// 第一次执行任务前延迟的毫秒数
long initialDelay() default -1;
// 同上，支持占位符
String initialDelayString() default "";
}示例
@Component
@EnableScheduling
public class ScheduledTask {
@Scheduled(fixedDelay = 1000)
public void task(){
System.out.println("aaa");
}
}原理
项目启动ScheduledAnnotationBeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization()方法扫描带有@Scheduled注解的方法：
@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) ->
// 调用processScheduled方法将定时任务的方法存放到任务队列中
scheduledMethods.forEach(scheduled -> processScheduled(scheduled, method, bean)));
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace(annotatedMethods.size() + " @Scheduled methods processed on bean '" + beanName +
"': " + annotatedMethods);
}
}
}
return bean;
} protected void processScheduled(Scheduled scheduled, Method method, Object bean) {
try {
// 创建任务线程
Runnable runnable = createRunnable(bean, method);
// 解析到定时任务方式的标记，解析到正确的参数后会设置为TRUE，如果在解析到了其他的参数就会抛出异常
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 解析第一次的延迟（解析initialDelay参数）
long initialDelay = scheduled.initialDelay();
String initialDelayString = scheduled.initialDelayString();
if (StringUtils.hasText(initialDelayString)) {
// initialDelay不能小于0
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 解析cron表达式
String cron = scheduled.cron();
if (StringUtils.hasText(cron)) {
// 解析时区
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))));
}
}
}
// 第一次延迟参数小于0，默认为0
// At this point we don't need to differentiate between initial delay set or not anymore
if (initialDelay < 0) {
initialDelay = 0;
}
// Check fixed delay 解析fixedDelay参数
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 解析fixedRate参数
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
// 如果五个参数一个也没解析到，抛出异常
Assert.isTrue(processedSchedule, errorMessage);
// Finally register the scheduled tasks
// 并发控制将任务队列存入注册任务列表
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());
}
}将任务解析并添加到任务队列后，交由ScheduledTaskRegistrar类的scheduleTasks方法添加（注册）定时任务到环境中
protected void scheduleTasks() {
if (this.taskScheduler == null) {
//获取ScheduledExecutorService对象，实际上都是使用ScheduledThreadPoolExecutor执行定时任务调度
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));
}
}
}
private void addScheduledTask(@Nullable ScheduledTask task) {
if (task != null) {
this.scheduledTasks.add(task);
}
} 
