SpringBoot定時任務和異步操作
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一、定時任務
在做業務時總會有這樣的場景：在特定時間去執行某些邏輯。這其實就是定時任務的應用場景，比如：需要每月一日給使用者發上月資料總結等場景。
1.技術
實作定時任務的技術很多
- Timer：JDK自帶的java.util.Timer其實更類似于定時器，可實作延遲執行和按照一定頻率執行，也可以指定某個時間執行，使用較少
- ScheduledExecutorService：也是JDK自帶的，是基于線程池設計的定時任務類，根據Executors建立時的線程數量去執行具體任務（多個線程數量就是每個人物配置設定一個線程）
- Spring Task：即今天要介紹了主角，是Spring自帶的，當然這裡通過Springboot使用。
- Quartz：開源的排程架構，功能更加強大
2.注解使用
1）@EnableScheduling
開啟定時任務，可标注在啟動類或者任何配置類上（能掃描到對象上都可以）
2）@Scheduled
配置具體的任務執行規則，可标注在能被掃描的類的方法上，屬性有：
- fixedRate：上一個任務開始時間和下一個任務開始時間的時間間隔（毫秒）
- fixedDelay：上一個任務的結束時間和下一個任務的開始時間的時間間隔（毫秒）
- initialDelay：第一次執行延遲執行的時間（毫秒）
- cron：通過cron表達式來配置執行時機
3.cron表達式
定時任務的場景：延遲執行、一定頻率執行、指定時間執行
這裡的cron表達式即為了描述任務執行的時間規則。cron由6-7個元素組成，他們之間使用空格來分割，以此代表：
- 秒：0~59
- 分：0~59
- 時：0~23
- 日：1~31（具體月的最後一天也可能是30）
- 月：1~12
- 星期：1~7（注意1為周日）
- 年：1970~2099
除了上面的數字元素值還有下面幾個特殊的元素值：
- *：表示任意一個值都會觸發，七個元素位置中都可以出現，如在分鐘出現即表示每分鐘都回去執行
- ？：和*類似，但隻會出現在日和星期（這兩個位置隻能有一個是具有意義的描述，如：要麼是每個月的3号要麼是每個月的每個星期的周三），當其中一個配置了有意義的值，另一個寫？
- -：表示範圍（至），七個元素位置中都可以出現，如分鐘裡出現1-7則表示1分鐘到7分鐘每分鐘執行一次
- /：表示從開始時間每隔多長時間執行一次，七個元素位置中都可以出現，如分鐘裡出現1/7則表示1分觸發一次1+7=8分觸發一次
- ,：表示枚舉值，七個元素位置中都可以出現，如分鐘裡出現1,7則表示1分和7分各執行一次
- L：表示最後，隻會出現在日和星期位置，日表示最後一天，星期則會搭配數字如5L表示最後一個周四
- W：表示有效工作日（周一到周五），隻會出現在日期裡，前面會搭配數字，如5W：如果5号是周六那麼執行時間為周五即4号；如果5号是周日那麼執行時間為下周一即6号；（即系統會推薦離今天最近的一個工作日，但注意不會進行跨越查找：如果是31W且31号是周日，那麼會在29号執行）
- LW：連用表示最後一個工作日，隻會出現在日期裡
- #：（前後要加數字）表示第幾個星期幾，隻會出現在星期裡，如4#2 即表示第二個周三（前面表示周幾，後面表示第幾個）
了解了上面的表達式規則就可以寫出滿足條件的cron表達式了，建議多設計幾個場景練習下
4.單線程和多線程執行
如果就按上面的配置寫好任務A（fixedRate=2000）和任務B（fixedRate=3000）直接啟動執行的話，會存在以下問題：
- 如果A1任務執行時間超過2s那麼原定于A1任務開始時2s後執行的任務A2就不能按時執行
- 任務A和任務B要交替執行
上面的問題都不能讓我們的任務按照各自規定的執行計劃去執行，歸根到底還是所有的任務都在一個線程裡進行，是以做不到異步的并發執行，那這是就可以通過多線程來實作各個任務之間異步的并發執行
這裡我們可以使用Spring的@Async注解來實作異步
二、異步
SpringBoot同樣支援@Async來實作異步（增加了自動配置可直接使用）
1.注解
1）@EnableAsync
标注在啟動類或配置類上，表是開啟異步
2）@Async
可标注在類上（能被spring容器掃描到的類上）或方法上
标注在類上則這個類裡的方法都被表示為異步
2.異步方法兩種傳回值
- 不需要傳回值：void
- 需要傳回值：
@Async public Future<String> doTaskOne() throws Exception { return new AsyncResult<>("任務一完成"); }
3.自動配置
使用@Async來實作異步，其底層還是使用了多線程來進行實作的，那麼這個多線程或者線程池是在哪裡設定或配置的呢？我們都直到SpringBoot加入了大量的自動配置，我們在spring-boot-autoconfigure包下面可以找到task包下的TaskExecutionAutoConfiguration類中：
@Lazy
@Bean(name = { APPLICATION_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME,
AsyncAnnotationBeanPostProcessor.DEFAULT_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME })
@ConditionalOnMissingBean(Executor.class)
//這個注解的意思：當在容器中沒有發現Executor這個類則會加載這個bean，可以了解為此處為預設預設對象
//傳回的是一個spring為我們提供的線程池
public ThreadPoolTaskExecutor applicationTaskExecutor(TaskExecutorBuilder builder) {
return builder.build();
}
找到TaskExecutorBuilder：
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public TaskExecutorBuilder taskExecutorBuilder() {
TaskExecutionProperties.Pool pool = this.properties.getPool();
TaskExecutorBuilder builder = new TaskExecutorBuilder();
builder = builder.queueCapacity(pool.getQueueCapacity());
builder = builder.corePoolSize(pool.getCoreSize());
builder = builder.maxPoolSize(pool.getMaxSize());
builder = builder.allowCoreThreadTimeOut(pool.isAllowCoreThreadTimeout());
builder = builder.keepAlive(pool.getKeepAlive());
builder = builder.threadNamePrefix(this.properties.getThreadNamePrefix());
builder = builder.customizers(this.taskExecutorCustomizers.orderedStream()::iterator);
builder = builder.taskDecorator(this.taskDecorator.getIfUnique());
return builder;
}
這裡的properties是在TaskExecutionProperties加載進來的，預設的參數：
private int queueCapacity = Integer.MAX_VALUE;
private int coreSize = 8;
private int maxSize = Integer.MAX_VALUE;
private boolean allowCoreThreadTimeout = true;
根據下面可知，也可以從yml/properties檔案中自定義配置
除了上面的方法我們還可以定義自己的Bean來替換預設預設Bean，根據@ConditionalOnMissingBean(Executor.class)可知，我們隻需要在配置類裡加上：
@Bean
public Executor taskExecutor() {
ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
executor.setCorePoolSize(核心線程數量);
executor.setMaxPoolSize(最大線程數量);
executor.setQueueCapacity(任務隊列大小);
executor.initialize();
return executor;
}
三、最後
根據上面的介紹，要實作異步的定時任務就可以展開，任務方法上面加上@Async來實作
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