定时任务：历史 & 应用

2022-10-23
上海
本文字数：1659 字
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在现实生活中，有许多需要定时执行的操作。比如：每日/每月计算利息、每月的财务报表、月底的工资发放等等。在软件中，我们一般通过定时任务来实现。

同时，定时任务和消息队列一样，也可以达到异步化的效果。对于大量的任务，通过定时触发，按计算资源调度的方式，可以避免机器被打爆。

crontab & Quartz

在操作系统层面，定时任务有两种实现方式：轮询和中断。我们可以采用 while 循环，不停判断时钟是否到确定的时刻，来判断是否拉起任务执行。也可以对固定时刻设置一个中断，到时触发。显然的，对于实时性要求不那么苛刻的场景，一定是中断的方式会比较有效。

在 linux 操作系统层中，有一个 crontab 命令支持定时的任务调度。

!每天的早上 6 点到 12 点，每隔 3 个小时执行一次 /usr/bin/backup0 6-12/3 * * * /usr/bin/backup

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在 java 中，jdk 自身就带 Timer，可以满足定期执行的效果。但是，定时任务除了需要定期触发外，还需要对任务有持久化的能力。所以，在单体系统中，最流行的是实用 Quartz 框架。

Quartz 通常有三部分组成：调度器（Scheduler）、任务（JobDetail）、触发器（Trigger，包括 SimpleTrigger 和 CronTrigger）。

定义执行任务的 Job，这里要实现 Quartz 提供的 Job 接口：

public class PrintJob implements Job {    @Override    public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {        System.out.println(new Date() + " : 任务「PrintJob」被执行。");    }}

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创建 Scheduler 和 Trigger，并执行定时任务：

public class MyScheduler {	public static void main(String[] args) throws SchedulerException {    // 1、创建调度器Scheduler    SchedulerFactory schedulerFactory = new StdSchedulerFactory();    Scheduler scheduler = schedulerFactory.getScheduler();    // 2、创建JobDetail实例，并与PrintJob类绑定(Job执行内容)    JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(PrintJob.class)            .withIdentity("job", "group").build();    // 3、构建Trigger实例，每隔1s执行一次    Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("trigger", "triggerGroup")            .startNow()//立即生效            .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()                    .withIntervalInSeconds(1)//每隔1s执行一次                    .repeatForever()).build();//一直执行
    //4、Scheduler绑定Job和Trigger，并执行    scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);    System.out.println("--------scheduler start ! ------------");    scheduler.start();	}}

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分布式

在分布式系统中。我们需要定时执行的多个任务可以分配到集群的不同机器中执行，充分利用资源。所以在分布式系统中的定时任务，我们可以理解为：定时触发+集群调度。

最简单的，我们可以采用 Quartz+YARN 的方式来实现。

但是 Quartz 如果在单机，也可以有稳定性风险，所以可以采用集群 Quartz+选主机制，来保证定时触发的高可用。

定时任务的开发规范

不讨论定时触发，聚焦在定时触发后任务的逻辑上。

首先，定时任务的触发由于延迟、多活等因素，我们不能保证定时任务只被触发一次。所以，我们需要保证触发多次的情况下的不重入。

这里有两种做法：

悲观锁方式：不论是用数据库锁还是分布式锁，在执行任务前先锁定任务，然后判断任务状态。状态为已执行就忽略本次调度。
乐观锁方式：这种方式下，需要任务的执行基本满足函数式的要求，在执行的过程中不进行写入操作。执行完后，进行幂等的写入。

其次，定时任务的执行可以分为单条数据的处理和数据汇总处理两类。

对于单条数据处理，无论悲观锁和乐观锁的方式，效果都类似。

对于数据汇总处理的，建议采用悲锁的方式。同时，数据的处理如果量比较大，考虑引入 map-reduce。

最后，定时任务触发，需要考虑部分时点触发失效的场景：

任务的捞取逻辑尽量不要依赖调度周期，可以通过状态而不是时间区间。
不要用定时任务实现比较依赖实效性的工作。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/6d2d3ba1d919ce8a097f7a971】。文章转载请联系作者。

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