如何用 Java 实现 Web 应用中的定时任务

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定时任务，是指定一个未来的时间范围执行一定任务的功能。在当前WEB应用中，多数应用都具备任务调度功能，针对不同的语音，不同的操作系统， 都有其自己的语法及解决方案，windows操作系统把它叫做任务计划，linux中cron服务都提供了这个功能，在我们开发业务系统中很多时候会涉及到这个功能。本场chat将使用java语言完成日常开发工作中常用定时任务的使用，希望给大家工作及学习带来帮助。

一、定时任务场景

（1）驱动处理工作流程

作为一个新的预支付订单被初始化放置，如果该订单在指定时间内未进行支付，则将被认为超时订单进行关闭处理；电商系统中应用较多，用户购买商品产生订单，但未进行支付，订单产生30分钟内未支付将关闭订单（且满足该场景数量庞大），不可能采用人工干预。

（2）系统维护

调度工作将获取系统异常日志，及某些关键点数据存储到数据库中，每个工作日（节假日除外平日）在11:30 PM转储到数据库，且生成一个XML文件发送至某位员工邮箱。

（3）在应用程序内提供提醒服务。

系统定时提醒登录用户某时间点执行相关工作。

（4）定时对账任务

公司与三方公司（运营商，银行等）业务，每天零点后进行当天业务的对账，将对账信息结果数据发送至相关负责人邮箱，第二天工作时间进行处理不匹配数据。

（5）数据统计

数据记录较多，实时从数据库读取查询会产生一定时间，为客户体验及性能需要，故每周（天，小时）将数据进行汇总，从而在展示数据时能够快速的呈现数据。

使用定时任务的场景还有很多... 看来定时任务在我们日常的开发中真的应用很广泛...

二、主流定时任务技术讲解 Timer

相信大家都已经非常熟悉 java.util.Timer 了，它是最简单的一种实现任务调度的方法，下面给出一个具体的例子：

package com.ibm.scheduler; 
 import java.util.Timer; 
 import java.util.TimerTask; 

 public class TimerTest extends TimerTask { 

 private String jobName = ""; 

 public TimerTest(String jobName) { 
     super(); 
     this.jobName = jobName; 
 } 

 @Override 
 public void run() { 
 System.out.println("execute " + jobName); 
 } 

 public static void main(String[] args) { 
     Timer timer = new Timer(); 
     long delay1 = 1 * 1000; 
     long period1 = 1000; 
     // 从现在开始 1 秒钟之后，每隔 1 秒钟执行一次 job1 
     timer.schedule(new TimerTest("job1"), delay1, period1); 
     long delay2 = 2 * 1000; 
     long period2 = 2000; 
     // 从现在开始 2 秒钟之后，每隔 2 秒钟执行一次 job2 
     timer.schedule(new TimerTest("job2"), delay2, period2); 
     } 
 }java学习群669823128

/**
输出结果: 
execute job1 
execute job1 
execute job2 
execute job1 
execute job1 
execute job2 
*/

使用 Timer 实现任务调度的核心类是 Timer 和 TimerTask。其中 Timer 负责设定 TimerTask 的起始与间隔执行时间。使用者只需要创建一个 TimerTask 的继承类，实现自己的 run 方法，然后将其丢给 Timer 去执行即可。Timer 的设计核心是一个 TaskList 和一个 TaskThread。Timer 将接收到的任务丢到自己的 TaskList 中，TaskList 按照 Task 的最初执行时间进行排序。TimerThread 在创建 Timer 时会启动成为一个守护线程。这个线程会轮询所有任务，找到一个最近要执行的任务，然后休眠，当到达最近要执行任务的开始时间点，TimerThread 被唤醒并执行该任务。之后 TimerThread 更新最近一个要执行的任务，继续休眠。

Timer 的优点在于简单易用，但由于所有任务都是由同一个线程来调度，因此所有任务都是串行执行的，同一时间只能有一个任务在执行，前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务（这点需要注意）。

ScheduledExecutor

鉴于 Timer 的上述缺陷，Java 5 推出了基于线程池设计的 ScheduledExecutor。其设计思想是，每一个被调度的任务都会由线程池中一个线程去执行，因此任务是并发执行的，相互之间不会受到干扰。需 要注意的是，只有当任务的执行时间到来时，ScheduedExecutor 才会真正启动一个线程，其余时间 ScheduledExecutor 都是在轮询任务的状态。

package com.ibm.scheduler;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledExecutorTest implements Runnable {
    private String jobName = "";

    public ScheduledExecutorTest(String jobName) {
        super();
        this.jobName = jobName;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("execute " + jobName);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);

        long initialDelay1 = 1;
        long period1 = 1;
        // 从现在开始1秒钟之后，每隔1秒钟执行一次job1
        service.scheduleAtFixedRate(
                new ScheduledExecutorTest("job1"), initialDelay1,
                period1, TimeUnit.SECONDS);

        long initialDelay2 = 1;
        long delay2 = 1;
        // 从现在开始2秒钟之后，每隔2秒钟执行一次job2
        service.scheduleWithFixedDelay(
                new ScheduledExecutorTest("job2"), initialDelay2,
                delay2, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

/**
输出结果:
execute job1
execute job1
execute job2
execute job1
execute job1
execute job2
*/

上述代码展示了 ScheduledExecutorService 中两种最常用的调度方法 ScheduleAtFixedRate 和 ScheduleWithFixedDelay。ScheduleAtFixedRate 每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔，即每次执行时间为 :initialDelay, initialDelay+period, initialDelay+2*period, … ScheduleWithFixedDelay每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔，即每次执行时间为：initialDelay, initialDelay+executeTime+delay, initialDelay+2*executeTime+2*delay。由此可见，ScheduleAtFixedRate 是基于固定时间间隔进行任务调度，ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短，是基于不固定时间间隔进行任务调度。

用 ScheduledExecutor 和 Calendar 实现复杂任务调度

Timer 和 ScheduledExecutor 都仅能提供基于开始时间与重复间隔的任务调度，不能胜任更加复杂的调度需求。比如，设置每星期二的 16:38:10 执行任务。该功能使用 Timer 和 ScheduledExecutor 都不能直接实现，但我们可以借助 Calendar 间接实现该功能。

package com.ibm.scheduler;

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledExceutorTest2 extends TimerTask {

    private String jobName = "";

    public ScheduledExceutorTest2(String jobName) {
        super();
        this.jobName = jobName;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Date = "+new Date()+", execute " + jobName);
    }

    /**
     * 计算从当前时间currentDate开始，满足条件dayOfWeek, hourOfDay, 
     * minuteOfHour, secondOfMinite的最近时间
     * @return
     */
    public Calendar getEarliestDate(Calendar currentDate, int dayOfWeek,
            int hourOfDay, int minuteOfHour, int secondOfMinite) {
        //计算当前时间的WEEK_OF_YEAR,DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE,SECOND等各个字段值
        int currentWeekOfYear = currentDate.get(Calendar.WEEK_OF_YEAR);
        int currentDayOfWeek = currentDate.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
        int currentHour = currentDate.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
        int currentMinute = currentDate.get(Calendar.MINUTE);
        int currentSecond = currentDate.get(Calendar.SECOND);

        //如果输入条件中的dayOfWeek小于当前日期的dayOfWeek,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
        boolean weekLater = false;
        if (dayOfWeek < currentDayOfWeek) {
            weekLater = true;
        } else if (dayOfWeek == currentDayOfWeek) {
            //当输入条件与当前日期的dayOfWeek相等时，如果输入条件中的
            //hourOfDay小于当前日期的
            //currentHour，则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周    
            if (hourOfDay < currentHour) {
                weekLater = true;
            } else if (hourOfDay == currentHour) {
                 //当输入条件与当前日期的dayOfWeek, hourOfDay相等时，
                 //如果输入条件中的minuteOfHour小于当前日期的
                //currentMinute，则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
                if (minuteOfHour < currentMinute) {
                    weekLater = true;
                } else if (minuteOfHour == currentSecond) {
                     //当输入条件与当前日期的dayOfWeek, hourOfDay， 
                     //minuteOfHour相等时，如果输入条件中的
                    //secondOfMinite小于当前日期的currentSecond，
                    //则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周
                    if (secondOfMinite < currentSecond) {
                        weekLater = true;
                    }
                }
            }
        }
        if (weekLater) {
            //设置当前日期中的WEEK_OF_YEAR为当前周推迟一周
            currentDate.set(Calendar.WEEK_OF_YEAR, currentWeekOfYear + 1);
        }
        // 设置当前日期中的DAY_OF_WEEK,HOUR_OF_DAY,MINUTE,SECOND为输入条件中的值。
        currentDate.set(Calendar.DAY_OF_WEEK, dayOfWeek);
        currentDate.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, hourOfDay);
        currentDate.set(Calendar.MINUTE, minuteOfHour);
        currentDate.set(Calendar.SECOND, secondOfMinite);
        return currentDate;

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ScheduledExceutorTest2 test = new ScheduledExceutorTest2("job1");
        //获取当前时间
        Calendar currentDate = Calendar.getInstance();
        long currentDateLong = currentDate.getTime().getTime();
        System.out.println("Current Date = " + currentDate.getTime().toString());
        //计算满足条件的最近一次执行时间
        Calendar earliestDate = test
                .getEarliestDate(currentDate, 3, 16, 38, 10);
        long earliestDateLong = earliestDate.getTime().getTime();
        System.out.println("Earliest Date = "
                + earliestDate.getTime().toString());
        //计算从当前时间到最近一次执行时间的时间间隔
        long delay = earliestDateLong - currentDateLong;
        //计算执行周期为一星期
        long period = 7 * 24 * 60 * 60 * 1000;
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        //从现在开始delay毫秒之后，每隔一星期执行一次job1
        service.scheduleAtFixedRate(test, delay, period,
                TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

/**
输出结果:
Current Date = Wed Feb 02 17:32:01 CST 2011
Earliest Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011
Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011, execute job1
Date = Tue Feb 15 16:38:10 CST 2011, execute job1
*/

上述代码实现了每星期二 16:38:10 调度任务的功能。其核心在于根据当前时间推算出最近一个星期二 16:38:10 的绝对时间，然后计算与当前时间的时间差，作为调用 ScheduledExceutor 函数的参数。计算最近时间要用到 java.util.calendar 的功能。首先需要解释 calendar 的一些设计思想。Calendar 有以下几种唯一标识一个日期的组合方式：

引用

YEAR + MONTH + DAY_OF_MONTH

YEAR + MONTH + WEEK_OF_MONTH + DAY_OF_WEEK

YEAR + MONTH + DAY_OF_WEEK_IN_MONTH + DAY_OF_WEEK

YEAR + DAY_OF_YEAR

YEAR + DAY_OF_WEEK + WEEK_OF_YEAR

上述组合分别加上 HOUROFDAY + MINUTE + SECOND 即为一个完整的时间标识。

上述DEMO采用了最后一种组合方式。输入为 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 以及当前日期 , 输出为一个满足 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 并且距离当前日期最近的未来日期。计算的原则是从输入的 DAY_OF_WEEK 开始比较，如果小于当前日期的 DAY_OF_WEEK，则需要向 WEEK_OF_YEAR 进一， 即将当前日期中的 WEEK_OF_YEAR 加一并覆盖旧值；如果等于当前的 DAY_OF_WEEK, 则继续比较 HOUR_OF_DAY；如果大于当前的 DAY_OF_WEEK，则直接调用 java.util.calenda 的 calendar.set(field, value) 函数将当前日期的 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 赋值为输入值，依次类推，直到比较至 SECOND。我们可以根据输入需求选择不同的组合方式来计算最近执行时间。

用上述方法实现该任务调度比较繁琐，期待需要一个更加完善的任务调度工具来解决这些复杂的调度问题。幸运的是，开源工具包 Quartz 在这方面展现了强大的能力。

Quartz

OpenSymphony开源组织在Job scheduling领域又一个开源项目，它可以与J2EE与J2SE应用程序相结合也可以单独使用。Quartz可以用来创建简单或为运行十个，百个，甚至是好几万个Jobs这样复杂的程序。

先来看一个例子吧：

package com.test.quartz;

import static org.quartz.DateBuilder.newDate;
import static org.quartz.JobBuilder.newJob;
import static org.quartz.SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule;
import static org.quartz.TriggerBuilder.newTrigger;

import java.util.GregorianCalendar;

import org.quartz.JobDetail;
import org.quartz.Scheduler;
import org.quartz.Trigger;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
import org.quartz.impl.calendar.AnnualCalendar;

public class QuartzTest {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建scheduler
            Scheduler scheduler = StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();

            //定义一个Trigger
            Trigger trigger = newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1") //定义name/group
                .startNow()//一旦加入scheduler，立即生效
                .withSchedule(simpleSchedule() //使用SimpleTrigger
                    .withIntervalInSeconds(1) //每隔一秒执行一次
                    .repeatForever()) //一直执行，奔腾到老不停歇
                .build();

            //定义一个JobDetail
            JobDetail job = newJob(HelloQuartz.class) //定义Job类为HelloQuartz类，这是真正的执行逻辑所在
                .withIdentity("job1", "group1") //定义name/group
                .usingJobData("name", "quartz") //定义属性
                .build();

            //加入这个调度
            scheduler.scheduleJob(job, trigger);

            //启动之
            scheduler.start();

            //运行一段时间后关闭
            Thread.sleep(10000);
            scheduler.shutdown(true);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
package com.test.quartz;

import java.util.Date;

import org.quartz.DisallowConcurrentExecution;
import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobDetail;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;

public class HelloQuartz implements Job {
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        JobDetail detail = context.getJobDetail();
        String name = detail.getJobDataMap().getString("name");
        System.out.println("say hello to " + name + " at " + new Date());
    }
}

通过以上例子：Quartz最重要的3个基本要素：

• Scheduler：调度器。所有的调度都是由它控制。
• Trigger： 定义触发的条件。例子中，它的类型是SimpleTrigger，每隔1秒中执行一次（什么是SimpleTrigger下面会有详述）。
• JobDetail & Job： JobDetail 定义的是任务数据，而真正的执行逻辑是在Job中，例子中是HelloQuartz。 为什么设计成JobDetail + Job，不直接使用Job？这是因为任务是有可能并发执行，如果Scheduler直接使用Job，就会存在对同一个Job实例并发访问的问题。而JobDetail & Job 方式，sheduler每次执行，都会根据JobDetail创建一个新的Job实例，这样就可以规避并发访问的问题。

Quartz API

Quartz的API的风格在2.x以后，采用的是DSL风格（通常意味着fluent interface风格），就是示例中newTrigger()那一段东西。它是通过Builder实现的，就是以下几个。（下面大部分代码都要引用这些Builder )

//job相关的builder
import static org.quartz.JobBuilder.*;

//trigger相关的builder
import static org.quartz.TriggerBuilder.*;
import static org.quartz.SimpleScheduleBuilder.*;
import static org.quartz.CronScheduleBuilder.*;
import static org.quartz.DailyTimeIntervalScheduleBuilder.*;
import static org.quartz.CalendarIntervalScheduleBuilder.*;

//日期相关的builder
import static org.quartz.DateBuilder.*;

DSL风格写起来会更加连贯，畅快，而且由于不是使用setter的风格，语义上会更容易理解一些。对比一下：

JobDetail jobDetail=new JobDetailImpl("jobDetail1","group1",HelloQuartz.class);
jobDetail.getJobDataMap().put("name", "quartz");

SimpleTriggerImpl trigger=new SimpleTriggerImpl("trigger1","group1");
trigger.setStartTime(new Date());
trigger.setRepeatInterval(1);
trigger.setRepeatCount(-1);

关于name和group

JobDetail和Trigger都有name和group。

name是它们在这个sheduler里面的唯一标识。如果我们要更新一个JobDetail定义，只需要设置一个name相同的JobDetail实例即可。

group是一个组织单元，sheduler会提供一些对整组操作的API，比如 scheduler.resumeJobs()。

Trigger

在开始详解每一种Trigger之前，需要先了解一下Trigger的一些共性。

StartTime & EndTime

startTime和endTime指定的Trigger会被触发的时间区间。在这个区间之外，Trigger是不会被触发的。 所有Trigger都会包含这两个属性。

优先级（Priority）

当scheduler比较繁忙的时候，可能在同一个时刻，有多个Trigger被触发了，但资源不足（比如线程池不足）。那么这个时候比剪刀石头布更好的方式，就是设置优先级。优先级高的先执行。 需要注意的是，优先级只有在同一时刻执行的Trigger之间才会起作用，如果一个Trigger是9:00，另一个Trigger是9:30。那么无论后一个优先级多高，前一个都是先执行。 优先级的值默认是5，当为负数时使用默认值。最大值似乎没有指定，但建议遵循Java的标准，使用1-10，不然鬼才知道看到【优先级为10】是时，上头还有没有更大的值。

Misfire（错失触发）策略

类似的Scheduler资源不足的时候，或者机器崩溃重启等，有可能某一些Trigger在应该触发的时间点没有被触发，也就是Miss Fire了。这个时候Trigger需要一个策略来处理这种情况。每种Trigger可选的策略各不相同。这里有两个点需要重点注意：

MisFire的触发是有一个阀值，这个阀值是配置在JobStore的。比RAMJobStore是org.quartz.jobStore.misfireThreshold。只有超过这个阀值，才会算MisFire。小于这个阀值，Quartz是会全部重新触发。所有MisFire的策略实际上都是解答两个问题：

• 已经MisFire的任务还要重新触发吗？
• 如果发生MisFire，要调整现有的调度时间吗？

比如SimpleTrigger的MisFire策略有：

• MISFIRE_INSTRUCTION_IGNORE_MISFIRE_POLICY 这个不是忽略已经错失的触发的意思，而是说忽略MisFire策略。它会在资源合适的时候，重新触发所有的MisFire任务，并且不会影响现有的调度时间。比如，SimpleTrigger每15秒执行一次，而中间有5分钟时间它都MisFire了，一共错失了20个，5分钟后，假设资源充足了，并且任务允许并发，它会被一次性触发。这个属性是所有Trigger都适用。
• MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_NOW 忽略已经MisFire的任务，并且立即执行调度。这通常只适用于只执行一次的任务。
• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_EXISTING_REPEAT_COUNT 将startTime设置当前时间，立即重新调度任务，包括的MisFire的。
• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_REMAINING_REPEAT_COUNT 类似MISFIREINSTRUCTIONRESCHEDULENOWWITHEXISTINGREPEAT_COUNT，区别在于会忽略已经MisFire的任务。
• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_EXISTING_COUNT 在下一次调度时间点，重新开始调度任务，包括的MisFire的。
• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_REMAINING_COUNT 类似于MISFIREINSTRUCTIONRESCHEDULENEXTWITHEXISTINGCOUNT，区别在于会忽略已经MisFire的任务。
• MISFIRE_INSTRUCTION_SMART_POLICY 所有的Trigger的MisFire默认值都是这个，大致意思是“把处理逻辑交给聪明的Quartz去决定”。基本策略是。
• 如果是只执行一次的调度，使用MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_NOW。
• 如果是无限次的调度(repeatCount是无限的)，使用MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_REMAINING_COUNT。
• 否则，使用MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_EXISTING_REPEAT_COUNT MisFire的东西挺繁杂的，可以参考这篇。

Calendar

这里的Calendar不是jdk的java.util.Calendar，不是为了计算日期的。它的作用是在于补充Trigger的时间。可以排除或加入某一些特定的时间点。

以”每月25日零点自动还卡债“为例，我们想排除掉每年的2月25号零点这个时间点（因为有2.14，所以2月一定会破产）。这个时间，就可以用Calendar来实现。

例子：

AnnualCalendar cal = new AnnualCalendar(); //定义一个每年执行Calendar，精度为天，即不能定义到2.25号下午2:00
java.util.Calendar excludeDay = new GregorianCalendar();
excludeDay.setTime(newDate().inMonthOnDay(2, 25).build());
cal.setDayExcluded(excludeDay, true);  //设置排除2.25这个日期
scheduler.addCalendar("FebCal", cal, false, false); //scheduler加入这个Calendar

//定义一个Trigger
Trigger trigger = newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1") 
    .startNow()//一旦加入scheduler，立即生效
    .modifiedByCalendar("FebCal") //使用Calendar !!
    .withSchedule(simpleSchedule()
        .withIntervalInSeconds(1) 
        .repeatForever()) 
    .build();

Quartz体贴地为我们提供以下几种Calendar，注意，所有的Calendar既可以是排除，也可以是包含，取决于：

• HolidayCalendar。指定特定的日期，比如20140613。精度到天。
• DailyCalendar。指定每天的时间段（rangeStartingTime, rangeEndingTime)，格式是HH:MM[:SS[:mmm]]。也就是最大精度可以到毫秒。
• WeeklyCalendar。指定每星期的星期几，可选值比如为java.util.Calendar.SUNDAY。精度是天。
• MonthlyCalendar。指定每月的几号。可选值为1-31。精度是天
• AnnualCalendar。 指定每年的哪一天。使用方式如上例。精度是天。
• CronCalendar。指定Cron表达式。精度取决于Cron表达式，也就是最大精度可以到秒。

Trigger实现类

Quartz有以下几种Trigger实现：

SimpleTrigger

指定从某一个时间开始，以一定的时间间隔（单位是毫秒）执行的任务。它适合的任务类似于：9:00 开始，每隔1小时，执行一次。它的属性有：

• repeatInterval 重复间隔
• repeatCount 重复次数。实际执行次数是 repeatCount+1。因为在startTime的时候一定会执行一次。下面有关repeatCount 属性的都是同理。

例子：

simpleSchedule()
        .withIntervalInHours(1) //每小时执行一次
        .repeatForever() //次数不限
        .build();

simpleSchedule()
    .withIntervalInMinutes(1) //每分钟执行一次
    .withRepeatCount(10) //次数为10次
    .build();

CalendarIntervalTrigger

类似于SimpleTrigger，指定从某一个时间开始，以一定的时间间隔执行的任务。 但是不同的是SimpleTrigger指定的时间间隔为毫秒，没办法指定每隔一个月执行一次（每月的时间间隔不是固定值），而CalendarIntervalTrigger支持的间隔单位有秒，分钟，小时，天，月，年，星期。 相较于SimpleTrigger有两个优势：1、更方便，比如每隔1小时执行，你不用自己去计算1小时等于多少毫秒。 2、支持不是固定长度的间隔，比如间隔为月和年。但劣势是精度只能到秒。它适合的任务类似于：9:00 开始执行，并且以后每周 9:00 执行一次。它的属性有:

• interval 执行间隔
• intervalUnit 执行间隔的单位（秒，分钟，小时，天，月，年，星期）

例子：

calendarIntervalSchedule()
    .withIntervalInDays(1) //每天执行一次
    .build();

calendarIntervalSchedule()
    .withIntervalInWeeks(1) //每周执行一次
    .build();

DailyTimeIntervalTrigger

指定每天的某个时间段内，以一定的时间间隔执行任务。并且它可以支持指定星期。它适合的任务类似于：指定每天9:00 至 18:00 ，每隔70秒执行一次，并且只要周一至周五执行。 它的属性有:

• startTimeOfDay 每天开始时间
• endTimeOfDay 每天结束时间
• daysOfWeek 需要执行的星期
• interval 执行间隔
• intervalUnit 执行间隔的单位（秒，分钟，小时，天，月，年，星期）
• repeatCount 重复次数

例子:

dailyTimeIntervalSchedule()
    .startingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(9, 0)) //第天9：00开始
    .endingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(16, 0)) //16：00 结束 
    .onDaysOfTheWeek(MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY) //周一至周五执行
    .withIntervalInHours(1) //每间隔1小时执行一次
    .withRepeatCount(100) //最多重复100次（实际执行100+1次）
    .build();

dailyTimeIntervalSchedule()
    .startingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(9, 0)) //第天9：00开始
    .endingDailyAfterCount(10) //每天执行10次，这个方法实际上根据 startTimeOfDay+interval*count 算出 endTimeOfDay
    .onDaysOfTheWeek(MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY) //周一至周五执行
    .withIntervalInHours(1) //每间隔1小时执行一次
    .build();

CronTrigger

适合于更复杂的任务，它支持类型于Linux Cron的语法（并且更强大）。基本上它覆盖了以上三个Trigger的绝大部分能力（但不是全部）—— 当然，也更难理解。它适合的任务类似于：每天0:00,9:00,18:00各执行一次。它的属性只有：

Cron表达式

但这个表示式本身就够复杂了。下面会有说明。例子：

cronSchedule("0 0/2 8-17 * * ?") // 每天8:00-17:00，每隔2分钟执行一次
    .build();

cronSchedule("0 30 9 ? * MON") // 每周一，9:30执行一次
.build();

weeklyOnDayAndHourAndMinute(MONDAY,9, 30) //等同于 0 30 9 ? * MON 
    .build();

Cron表达式

• 星号()：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如， 在分钟字段时，表示“每分钟”；
• 问号（?）：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于点位符；
• 减号(-)：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从10到12点，即10,11,12；
• 逗号(,)：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；
• 斜杠(/)：x/y表达一个等步长序列，x为起始值，y为增量步长值。如在分钟字段中使用0/15，则表示为0,15,30和45秒，而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50，你也可以使用*/y，它等同于0/y；
• L：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中，表示这个月份的最后一天，如一月的31号，非闰年二月的28号；如果L用在星期中，则表示星期六，等同于7。但是，如果L出现在星期字段里，而且在前面有一个数值X，则表示“这个月的最后X天”，例如，6L表示该月的最后星期五；
• W：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日，如果该月15号是星期六，则匹配14号星期五；如果15日是星期日，则匹配16号星期一；如果15号是星期二，那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月，如你指定1W，如果1号是星期六，结果匹配的是3号星期一，而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；
• LW组合：在日期字段可以组合使用LW，它的意思是当月的最后一个工作日； 井号(#)：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五，#3表示当前的第三个)，而4#5表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；
• C：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。

Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。一些例子：

JobDetail & Job

JobDetail是任务的定义，而Job是任务的执行逻辑。在JobDetail里会引用一个Job Class定义。一个最简单的例子：

public class JobTest {
    public static void main(String[] args) throws SchedulerException, IOException {
           JobDetail job=newJob()
               .ofType(DoNothingJob.class) //引用Job Class
               .withIdentity("job1", "group1") //设置name/group
               .withDescription("this is a test job") //设置描述
               .usingJobData("age", 18) //加入属性到ageJobDataMap
               .build();

           job.getJobDataMap().put("name", "quertz"); //加入属性name到JobDataMap

           //定义一个每秒执行一次的SimpleTrigger
           Trigger trigger=newTrigger()
                   .startNow()
                   .withIdentity("trigger1")
                   .withSchedule(simpleSchedule()
                       .withIntervalInSeconds(1)
                       .repeatForever())
                   .build();

           Scheduler sche=StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
           sche.scheduleJob(job, trigger);

           sche.start();

           System.in.read();

           sche.shutdown();
    }
}


public class DoNothingJob implements Job {
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println("do nothing");
    }
}

从上例我们可以看出，要定义一个任务，需要干几件事：

• 创建一个org.quartz.Job的实现类，并实现实现自己的业务逻辑。比如上面的DoNothingJob。
• 定义一个JobDetail，引用这个实现类
• 加入scheduleJob Quartz调度一次任务，会干如下的事：
• JobClass jobClass=JobDetail.getJobClass()
• Job jobInstance=jobClass.newInstance()。所以Job实现类，必须有一个public的无参构建方法。
• jobInstance.execute(JobExecutionContext context)。JobExecutionContext是Job运行的上下文，可以获得Trigger、Scheduler、JobDetail的信息。

也就是说，每次调度都会创建一个新的Job实例，这样的好处是有些任务并发执行的时候，不存在对临界资源的访问问题——当然，如果需要共享JobDataMap的时候，还是存在临界资源的并发访问的问题。

JobDataMap

Job是newInstance的实例，那我怎么传值给它？ 比如我现在有两个发送邮件的任务，一个是发给"liLei",一个发给"hanmeimei",不能说我要写两个Job实现类LiLeiSendEmailJob和HanMeiMeiSendEmailJob。实现的办法是通过JobDataMap。

每一个JobDetail都会有一个JobDataMap。JobDataMap本质就是一个Map的扩展类，只是提供了一些更便捷的方法，比如getString()之类的。

我们可以在定义JobDetail，加入属性值，方式有二：

• newJob().usingJobData("age", 18) //加入属性到ageJobDataMap
• job.getJobDataMap().put("name", "quertz"); //加入属性name到JobDataMap

然后在Job中可以获取这个JobDataMap的值，方式同样有二：

public class HelloQuartz implements Job {
    private String name;
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        JobDetail detail = context.getJobDetail();
        JobDataMap map = detail.getJobDataMap(); //方法一：获得JobDataMap
        System.out.println("say hello to " + name + "[" + map.getInt("age") + "]" + " at "
                           + new Date());
    }

  //方法二：属性的setter方法，会将JobDataMap的属性自动注入
    public void setName(String name) { 
        this.name = name;
    }
}

对于同一个JobDetail实例，执行的多个Job实例，是共享同样的JobDataMap，也就是说，如果你在任务里修改了里面的值，会对其他Job实例（并发的或者后续的）造成影响。

除了JobDetail，Trigger同样有一个JobDataMap，共享范围是所有使用这个Trigger的Job实例。

Job并发

Job是有可能并发执行的，比如一个任务要执行10秒中，而调度算法是每秒中触发1次，那么就有可能多个任务被并发执行。

有时候我们并不想任务并发执行，比如这个任务要去”获得数据库中所有未发送邮件的名单“，如果是并发执行，就需要一个数据库锁去避免一个数据被多次处理。这个时候一个@DisallowConcurrentExecution解决这个问题。就是这样：

public class DoNothingJob implements Job {
    @DisallowConcurrentExecution
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println("do nothing");
    }
}

注意，@DisallowConcurrentExecution是对JobDetail实例生效，也就是如果你定义两个JobDetail，引用同一个Job类，是可以并发执行的。

JobExecutionException

Job.execute()方法是不允许抛出除JobExecutionException之外的所有异常的（包括RuntimeException)，所以编码的时候，最好是try-catch住所有的Throwable，小心处理。

其他属性

• Durability（耐久性？) 如果一个任务不是durable，那么当没有Trigger关联它的时候，它就会被自动删除。
• RequestsRecovery 如果一个任务是"requests recovery"，那么当任务运行过程非正常退出时（比如进程崩溃，机器断电，但不包括抛出异常这种情况），Quartz再次启动时，会重新运行一次这个任务实例。

可以通过JobExecutionContext.isRecovering()查询任务是否是被恢复的。

Scheduler

• Scheduler就是Quartz的大脑，所有任务都是由它来设施。
• Schduelr包含一个两个重要组件: JobStore和ThreadPool。
• JobStore是会来存储运行时信息的，包括Trigger,Schduler,JobDetail，业务锁等。它有多种实现RAMJob(内存实现)，JobStoreTX(JDBC，事务由Quartz管理），JobStoreCMT(JDBC，使用容器事务)，ClusteredJobStore(集群实现)、TerracottaJobStore(什么是Terractta)。
• ThreadPool就是线程池，Quartz有自己的线程池实现。所有任务的都会由线程池执行。

SchedulerFactory

SchdulerFactory，顾名思义就是来用创建Schduler了，有两个实现：DirectSchedulerFactory和 StdSchdulerFactory。前者可以用来在代码里定制你自己的Schduler参数。后者是直接读取classpath下的quartz.properties（不存在就都使用默认值）配置来实例化Schduler。通常来讲，我们使用StdSchdulerFactory也就足够了。

SchdulerFactory本身是支持创建RMI stub的，可以用来管理远程的Scheduler，功能与本地一样，可以远程提交个Job什么的。DirectSchedulerFactory的创建接口：

/**
     * Same as
     * {@link DirectSchedulerFactory#createScheduler(ThreadPool threadPool, JobStore jobStore)},
     * with the addition of specifying the scheduler name and instance ID. This
     * scheduler can only be retrieved via
     * {@link DirectSchedulerFactory#getScheduler(String)}
     *
     * @param schedulerName
     *          The name for the scheduler.
     * @param schedulerInstanceId
     *          The instance ID for the scheduler.
     * @param threadPool
     *          The thread pool for executing jobs
     * @param jobStore
     *          The type of job store
     * @throws SchedulerException
     *           if initialization failed
     */


     public void createScheduler(String schedulerName,
                String schedulerInstanceId, ThreadPool threadPool, JobStore jobStore)
            throws SchedulerException;

StdSchdulerFactory的配置例子， 更多配置，参考Quartz配置指南：

org.quartz.scheduler.instanceName = DefaultQuartzScheduler
org.quartz.threadPool.class = org.quartz.simpl.SimpleThreadPool
org.quartz.threadPool.threadCount = 10 
org.quartz.threadPool.threadPriority = 5
org.quartz.threadPool.threadsInheritContextClassLoaderOfInitializingThread = true
org.quartz.jobStore.class = org.quartz.simpl.RAMJobStore

三、Quartz 集成 Spring

开发一个job类，普通java类，需要有一个执行的方法：

package com.tgb.lk.demo.quartz;
import java.util.Date;
public class MyJob {
        public void work() {
            System.out.println("date:" + new Date().toString());
        }
}

把类放到spring容器中，可以使用配置也可以使用注解：

<bean id="myJob" class="com.tgb.lk.demo.quartz.MyJob" />

配置jobDetail，指定job对象：

<!-- 配置jobDetail，指定job对象 -->
    <bean id="accountJobDetail"   class="org.springframework.scheduling.quartz.MethodInvokingJobDetailFactoryBean">
        <property name="targetObject">
            <ref bean="accountJob" />
        </property>
        <property name="targetMethod">
            <value>work</value>
        </property>
    </bean>

配置一个trigger，需要指定一个cron表达式，指定任务的执行时机：

<!-- accountTrigger 的配置 -->
        <bean id="accountTrigger"
            class="org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerFactoryBean">
            <property name="jobDetail">
                <ref bean="accountJobDetail" />
            </property>
            <property name="cronExpression">
                <value>0/3 * * * * ?</value>
            </property>
        </bean>

配置调度工厂：

<!-- 启动触发器的配置开始 -->
    <bean name="startQuertz" lazy-init="false" autowire="no"
        class="org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean">
        <property name="triggers">
            <list>
                <ref bean="myJobTrigger" />
            </list>
        </property>
    </bean>
    <!-- 启动触发器的配置结束 -->

项目启动，定时器开始执行。

四、分析不同定时任务优缺点，寻找一种符合你项目需求的定时任务 Timer管理延时任务的缺陷

以前在项目中也经常使用定时器，比如每隔一段时间清理项目中的一些垃圾文件，每隔一段时间进行日志清理；然而Timer是存在一些缺陷的，因为Timer在执行定时任务时只会创建一个线程，所以如果存在多个任务，且任务时间过长，超过了两个任务的间隔时间，会发生一些缺陷

Timer当任务抛出异常时的缺陷

如果TimerTask抛出RuntimeException，Timer会停止所有任务的运行

Timer执行周期任务时依赖系统时间

Timer执行周期任务时依赖系统时间，如果当前系统时间发生变化会出现一些执行上的变化，ScheduledExecutorService基于时间的延迟，不会由于系统时间的改变发生执行变化。

对异常的处理

Quartz的某次执行任务过程中抛出异常，不影响下一次任务的执行，当下一次执行时间到来时，定时器会再次执行任务；而TimerTask则不同，一旦某个任务在执行过程中抛出异常，则整个定时器生命周期就结束，以后永远不会再执行定时器任务。

精确到和功能

Quartz每次执行任务都创建一个新的任务类对象，而TimerTask则每次使用同一个任务类对象。 Quartz可以通过cron表达式精确到特定时间执行，而TimerTask不能。Quartz拥有TimerTask所有的功能，而TimerTask则没有上述，基本说明了在以后的开发中尽可能使用ScheduledExecutorService(JDK1.5以后)替代Timer。

五、cron 在线表达式生成器 http://cron.qqe2.com/ 附录 cron 表达式

cron表达式用于配置cronTrigger的实例。cron表达式实际上是由七个子表达式组成。这些表达式之间用空格分隔。

• Seconds （秒）
• Minutes（分）
• Hours（小时）
• Day-of-Month （天）
• Month（月）
• Day-of-Week （周）
• Year（年）

例："0 0 12 ? * WED” 意思是：每个星期三的中午12点执行。个别子表达式可以包含范围或者列表。例如：上面例子中的WED可以换成"MON-FRI"，"MON,WED,FRI"，甚至"MON-WED,SAT"。子表达式范围：

• Seconds (0~59)
• Minutes (0~59)
• Hours (0~23)
• Day-of-Month (1~31,但是要注意有些月份没有31天)
• Month (0~11，或者"JAN, FEB, MAR, APR, MAY, JUN, JUL, AUG, SEP, OCT, NOV,DEC")
• Day-of-Week (1~7,1=SUN 或者"SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT”)
• Year (1970~2099)

Cron表达式的格式：秒 分 时 日 月 周 年(可选)。

字段名 | 允许的值 | 允许的特殊字符 ------- | ------ | ------ | ------ 秒 | 0-59 | , - * / 分 | 0-59 | , - * / 小时 | 0-23 | , - * / 日 | 1-31 | , - * ? / L W C 月 | 1-12 or JAN-DEC | , - * / 周几 | 1-7 or SUN-SAT | , - * ? / L C # 年(可选字段) | empty 1970-2099 | , - * /

字符含义：

• *：代表所有可能的值。因此，“*”在Month中表示每个月，在Day-of-Month中表示每天，在Hours表示每小时
• -：表示指定范围。
• ,：表示列出枚举值。例如：在Minutes子表达式中，“5,20”表示在5分钟和20分钟触发。
• /：被用于指定增量。例如：在Minutes子表达式中，“0/15”表示从0分钟开始，每15分钟执行一次。"3/20"表示从第三分钟开始，每20分钟执行一次。和"3,23,43"（表示第3，23，43分钟触发）的含义一样。
• ?：用在Day-of-Month和Day-of-Week中，指“没有具体的值”。当两个子表达式其中一个被指定了值以后，为了避免冲突，需要将另外一个的值设为“?”。例如：想在每月20日触发调度，不管20号是星期几，只能用如下写法：0 0 0 20 * ?，其中最后以为只能用“?”，而不能用“*”。
• L：用在day-of-month和day-of-week字串中。它是单词“last”的缩写。它在两个子表达式中的含义是不同的。
• 在day-of-month中，“L”表示一个月的最后一天，一月31号，3月30号。
• 在day-of-week中，“L”表示一个星期的最后一天，也就是“7”或者“SAT”
• 如果“L”前有具体内容，它就有其他的含义了。例如：“6L”表示这个月的倒数第六天。“FRIL”表示这个月的最后一个星期五。
• 注意：在使用“L”参数时，不要指定列表或者范围，这样会出现问题。
• W：“Weekday”的缩写。只能用在day-of-month字段。用来描叙最接近指定天的工作日（周一到周五）。例如：在day-of-month字段用“15W”指“最接近这个月第15天的工作日”，即如果这个月第15天是周六，那么触发器将会在这个月第14天即周五触发；如果这个月第15天是周日，那么触发器将会在这个月第 16天即周一触发；如果这个月第15天是周二，那么就在触发器这天触发。注意一点：这个用法只会在当前月计算值，不会越过当前月。“W”字符仅能在 day-of-month指明一天，不能是一个范围或列表。也可以用“LW”来指定这个月的最后一个工作日，即最后一个星期五。
• # ：只能用在day-of-week字段。用来指定这个月的第几个周几。例：在day-of-week字段用"6#3" or "FRI#3"指这个月第3个周五（6指周五，3指第3个）。如果指定的日期不存在，触发器就不会触发。

表达式例子：

0 * * * * ? 每1分钟触发一次

0 0 * * * ? 每天每1小时触发一次

0 0 10 * * ? 每天10点触发一次

0 * 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:59期间的每1分钟触发

0 30 9 1 * ? 每月1号上午9点半

0 15 10 15 * ? 每月15日上午10:15触发

*/5 * * * * ? 每隔5秒执行一次

0 */1 * * * ? 每隔1分钟执行一次

0 0 5-15 * * ? 每天5-15点整点触发

0 0/3 * * * ? 每三分钟触发一次

0 0-5 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:05期间的每1分钟触发

0 0/5 14 * * ? 在每天下午2点到下午2:55期间的每5分钟触发

0 0/5 14,18 * * ? 在每天下午2点到2:55期间和下午6点到6:55期间的每5分钟触发

0 0/30 9-17 * * ? 朝九晚五工作时间内每半小时

0 0 10,14,16 * * ? 每天上午10点，下午2点，4点

0 0 12 ? * WED 表示每个星期三中午12点

0 0 17 ? * TUES,THUR,SAT 每周二、四、六下午五点

0 10,44 14 ? 3 WED 每年三月的星期三的下午2:10和2:44触发

0 15 10 ? * MON-FRI 周一至周五的上午10:15触发

0 0 23 L * ? 每月最后一天23点执行一次

0 15 10 L * ? 每月最后一日的上午10:15触发

0 15 10 ? * 6L 每月的最后一个星期五上午10:15触发

0 15 10 * * ? 2005 2005年的每天上午10:15触发

0 15 10 ? * 6L 2002-2005 2002年至2005年的每月的最后一个星期五上午10:15触发

0 15 10 ? * 6#3 每月的第三个星期五上午10:15触发

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如何用 Java 实现 Web 应用中的定时任务

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