SpringBoot定时任务——@Scheduled注解及SchedulingConfigurer配置线程池

一、引言

在 Spring Boot 中，定时任务可以通过 @Scheduled 注解来实现。你可以使用这个注解在方法上定义定时任务的执行频率。此外，Spring Boot 还允许你通过 SchedulingConfigurer 接口配置线程池，以便更好地管理并发执行的定时任务。

二、@Scheduled注解

1. 添加依赖

确保在 pom.xml 中添加了 Spring Boot Starter 依赖（通常已经包含在 Spring Boot 项目中）：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>

2. 启用定时任务

在主应用类或配置类上添加 @EnableScheduling 注解，以启用 Spring 的定时任务支持：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;

@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

3. 定义定时任务

使用 @Scheduled 注解定义定时任务。可以通过 fixedRate、fixedDelay 或 cron 表达式来设置任务的执行频率。

import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class MyScheduledTask {

    // 每隔 5 秒执行一次
    @Scheduled(fixedRate = 5000)
    public void task1() {
        System.out.println("Task 1 executed at " + System.currentTimeMillis());
    }

    // 每隔 5 秒执行一次，延迟 2 秒
    @Scheduled(fixedDelay = 5000, initialDelay = 2000)
    public void task2() {
        System.out.println("Task 2 executed at " + System.currentTimeMillis());
    }

    // 使用 cron 表达式，每分钟执行一次
    @Scheduled(cron = "0 * * * * ?")
    public void task3() {
        System.out.println("Task 3 executed at " + System.currentTimeMillis());
    }
}

4. 注解的参数设置

在 Spring Boot 中，@Scheduled 注解用于标记一个方法，使其成为一个定时任务。@Scheduled 注解支持多个参数，以指定任务的执行策略。以下是一些常用的参数设置：

4.1 cron表达式

cron 表达式的格式如下：

[秒] [分] [小时] [日] [月] [周] [年]（可选）

@Scheduled(cron = "0 15 10 * * ?")
public void executeTask() {
    // 每天上午10点15分执行
}

字段的具体含义：

1. 秒：0 到 59 之间的任何整数。
2. 分：0 到 59 之间的任何整数。
3. 小时：0 到 23 之间的任何整数。
4. 日：0 到 31 之间的任何整数，表示一个月中的某一天。
5. 月：1 到 12 之间的任何整数或三个字母的月份缩写（例如，Jan、Feb、Mar 等）。
6. 周：0 到 7 之间的任何整数，其中 0 和 7 都表示星期日，或者使用三个字母的星期缩写（例如，Sun、Mon、Tue 等）。
7. 年（可选）：任何四位数。

每个字段可以包含以下类型的特殊字符：

1. 特定值：例如，0、1、15。
2. 范围：使用 - 表示一个值的范围，例如 1-3 表示 1、2、3。
3. 列表：使用 , 分隔多个值，例如 1,2,3。
4. 步长：使用 / 表示一个开始值和一个步长，例如 0/15 表示从 0 开始，每 15 的倍数。
5. 通配符：使用 * 表示任何可能的值，相当于每天、每小时、每分钟、每秒。

示例

• 0 0/30 * * * ?：每半小时执行一次。
• 0 15 10 ? * *：每天上午 10:15 执行一次。
• 0 0 23 ? * *：每天深夜 23:00 执行一次。
• 0 0 10,14,16 * * ?：每天上午 10:00、下午 2:00 和下午 4:00 各执行一次。
• 0 0/5 14 * * ?：从下午 2:00 开始，每 5 分钟执行一次，直到下午 2:55。
• 0 0-5 14 * * ?：在下午 2:00 到 2:05 之间每分钟执行一次。
• 0 0 9-17 * * ?：从上午 9:00 到下午 5:00 每小时执行一次。
• 0 0/30 9-17 * * ?：从上午 9:00 到下午 5:00 每半小时执行一次。
• 0 0 9 ? * 1-5：在工作日（周一到周五）的上午 9:00 执行一次。

请注意，cron 表达式的具体格式可能会根据使用的调度器实现而有所不同。上述示例适用于大多数标准的 cron 调度器。

4.2 fixedRate

指定上次任务执行结束后，再次执行任务之间的固定间隔时间（单位为毫秒）。

@Scheduled(fixedRate = 5000)
public void fixedRateTask() {
    // 每5秒执行一次
}

4.3 fixedDelay

指定任务执行完毕后，延迟固定时间（单位为毫秒）后再次执行。

@Scheduled(fixedDelay = 5000)
public void fixedDelayTask() {
    // 任务执行完毕后，延迟5秒再执行
}

4.4 initialDelay

指定首次执行任务前的延迟时间（单位为毫秒）。这个参数可以与 fixedRate 或 fixedDelay 结合使用。

@Scheduled(initialDelay = 1000, fixedRate = 5000)
public void initialDelayTask() {
    // 首次执行延迟1秒，之后每5秒执行一次
}

4.5 zone

指定时区。如果不设置，默认使用系统默认时区。

@Scheduled(cron = "0 0 * * * ?", zone = "GMT+8")
public void executeTaskWithTimeZone() {
    // 在指定时区下执行任务
}

5. 注意事项

在使用 @Scheduled 注解时，需要注意以下几点：

• 如果方法有参数，那么这些参数将被忽略，因为 Spring 无法确定如何传递这些参数。
• 如果方法返回值，那么这个返回值将被忽略。
• 定时任务默认是在单线程环境中执行的，这意味着所有的定时任务将按顺序一个接一个地执行。如果需要并发执行，需要配置多个任务或使用 @Async 注解。
• 定时任务在默认情况下是同步执行的，如果任务执行时间较长，可能会影响其他任务的执行。可以使用 @Async 注解将任务异步执行，但这需要额外的配置。

在实际的项目开发中，根据任务的具体需求选择合适的执行策略和参数设置，以确保定时任务能够正确、高效地执行。

三、SchedulingConfigurer 配置线程池

默认情况下，通过@Scheduled 注解定义的定时任务是单线程执行的。这意味着所有使用 @Scheduled注解的方法都会在一个单独的线程中顺序执行。如果一个任务正在执行，其他任务将等待当前任务完成后再开始执行。而在实际的项目开发中，单线程定时任务的执行方式显然会造成性能和资源利用问题。
为了解决上述问题，可以通过实现 SchedulingConfigurer 接口来配置线程池：

1. 创建配置类

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.SchedulingConfigurer;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskScheduler;

import java.util.concurrent.Executor;

@Configuration
@EnableScheduling
public class SchedulerConfig implements SchedulingConfigurer {

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
        ThreadPoolTaskScheduler taskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        taskScheduler.setPoolSize(15); // 设置线程池大小
        taskScheduler.setThreadNamePrefix("scheduled-task-");
        taskScheduler.initialize();
        taskRegistrar.setScheduler(taskScheduler);
    }
}

2. 说明

• setPoolSize(int poolSize)：设置线程池的大小。
• setThreadNamePrefix(String threadNamePrefix)：设置线程名称的前缀，便于调试和监控。

四、总结

通过 @Scheduled 注解和 SchedulingConfigurer 接口，Spring Boot 提供了强大的定时任务功能。你可以根据具体需求配置任务的执行频率和线程池，以实现高效的定时任务管理。