Spring定時任務@Scheduled注解使用方式淺窺（cron表達式、fixedRate和fix

SnaiLiu 發布于2019-08-15 18:18 / 1323人閱讀

摘要：按順序依次為秒分鐘小時天月星期或，，，，，，年份其中每個元素可以是一個值如一個連續區間一個間隔時間表示每隔小時一個列表通配符。

1.開篇

spring的@Scheduled定時任務相信大家都是十分熟悉。最近在使用過程中發現了一些問題，寫篇文章，和大家分享一下。結論在最后，不想看冗長過程的小伙伴可以直接拉到最后看結論。

2.簡單使用

@Scheduled的使用方式十分簡單，首先在配置文件中啟動注解驅動

然后編寫任務類，并在任務類中編寫定時任務的方法，最后將任務類交于spring管理

@Component
public class testTask {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(testTask.class);
    
    public void doTask() {
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
    }

}

接著，使用cron表達式標注任務方法

@Component
public class testTask {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(testTask.class);

    @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
    public void doTask() {
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
    }

}

關于cron表達式的寫法如下（網上copy了一份...）：

一個cron表達式有至少6個（也可能7個）有空格分隔的時間元素。

   按順序依次為
  1  秒（0~59）
  2  分鐘（0~59）
  3 小時（0~23）
  4  天（0~31）
  5 月（0~11）
  6  星期（1~7 1=SUN 或 SUN，MON，TUE，WED，THU，FRI，SAT）
  7.年份（1970－2099）
  其中每個元素可以是一個值(如6),一個連續區間(9-12),一個間隔時間(8-18/4)(/表示每隔4小時),一個列表(1,3,5),通配符。由于"月份中的日期"和"星期中的日期"這兩個元素互斥的,必須要對其中一個設置?.
   0 0 10,14,16 * * ? 每天上午10點，下午2點，4點
   0 0/30 9-17 * * ?   朝九晚五工作時間內每半小時
   0 0 12 ? * WED 表示每個星期三中午12點
   "0 0 12 * * ?" 每天中午12點觸發 
   "0 15 10 ? * *" 每天上午10:15觸發 
   "0 15 10 * * ?" 每天上午10:15觸發 
   "0 15 10 * * ? *" 每天上午10:15觸發 
   "0 15 10 * * ? 2005" 2005年的每天上午10:15觸發 
   "0 * 14 * * ?" 在每天下午2點到下午2:59期間的每1分鐘觸發 
   "0 0/5 14 * * ?" 在每天下午2點到下午2:55期間的每5分鐘觸發 
   "0 0/5 14,18 * * ?" 在每天下午2點到2:55期間和下午6點到6:55期間的每5分鐘觸發 
   "0 0-5 14 * * ?" 在每天下午2點到下午2:05期間的每1分鐘觸發 
   "0 10,44 14 ? 3 WED" 每年三月的星期三的下午2:10和2:44觸發 
   "0 15 10 ? * MON-FRI" 周一至周五的上午10:15觸發 
   "0 15 10 15 * ?" 每月15日上午10:15觸發 
   "0 15 10 L * ?" 每月最后一日的上午10:15觸發 
   "0 15 10 ? * 6L" 每月的最后一個星期五上午10:15觸發 
   "0 15 10 ? * 6L 2002-2005" 2002年至2005年的每月的最后一個星期五上午10:15觸發 
   "0 15 10 ? * 6#3" 每月的第三個星期五上午10:15觸發 
   有些子表達式能包含一些范圍或列表
   例如：子表達式（天（星期））可以為 “MON-FRI”，“MON，WED，FRI”，“MON-WED,SAT”
   “*”字符代表所有可能的值
   “/”字符用來指定數值的增量
   例如：在子表達式（分鐘）里的“0/15”表示從第0分鐘開始，每15分鐘
            在子表達式（分鐘）里的“3/20”表示從第3分鐘開始，每20分鐘（它和“3，23，43”）的含義一樣
   “？”字符僅被用于天（月）和天（星期）兩個子表達式，表示不指定值
   當2個子表達式其中之一被指定了值以后，為了避免沖突，需要將另一個子表達式的值設為“？”
   “L” 字符僅被用于天（月）和天（星期）兩個子表達式，它是單詞“last”的縮寫
   如果在“L”前有具體的內容，它就具有其他的含義了。例如：“6L”表示這個月的倒數第６天
   注意：在使用“L”參數時，不要指定列表或范圍，因為這會導致問題
   W 字符代表著平日(Mon-Fri)，并且僅能用于日域中。它用來指定離指定日的最近的一個平日。大部分的商業處理都是基于工作周的，所以 W 字符可能是非常重要的。
   例如，日域中的 15W 意味著 "離該月15號的最近一個平日。" 假如15號是星期六，那么 trigger 會在14號(星期五)觸發，因為星期四比星期一離15號更近。
   C：代表“Calendar”的意思。它的意思是計劃所關聯的日期，如果日期沒有被關聯，則相當于日歷中所有日期。例如5C在日期字段中就相當于日歷5日以后的第一天。1C在星期字段中相當于星期日后的第一天。
   字段   允許值   允許的特殊字符
   秒           0-59           , - * /
   分           0-59           , - * /
   小時           0-23           , - * /
   日期           1-31           , - * ? / L W C
   月份           1-12 或者 JAN-DEC           , - * /
   星期           1-7 或者 SUN-SAT           , - * ? / L C #
   年（可選）           留空, 1970-2099           , - * /

接著啟動項目，就可以看到定時任務運行了

2018-06-11 15:20:30.009 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:35.009 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:40.008 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:45.009 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:50.232 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 15:20:55.007 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run

這樣一個簡單的定時任務就OK啦

3.問題出現啦

如果我的任務在5秒內沒有執行完呢？spring會怎么處理呢？
測試，這次我將任務開始結束的信息都打印了出來
測試代碼：

@Scheduled(cron = "*/5 * * * * ?")
    public void doTask() throws InterruptedException {
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
        Thread.sleep(6*1_000);
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
    }

結果日志：

2018-06-11 16:02:50.035 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:02:56.496 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:03:00.006 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:03:06.013 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:03:10.115 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:03:17.267 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:03:20.055 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:03:26.164 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end

我們可以發現，spring他的處理方式是等待上一個任務執行完成后，再去執行下一個任務，也就是說spring的定時任務默認是單線程的，而不會開啟另一條線程去執行任務。

眼尖的小伙伴應該發現任務執行的時間還是怪怪的，任務開始到結束的時間間隔確實是6s，但是下一個任務的開始時間和上一個任務的結束時間之間為什么差了4s呢？這個時間是怎么設定的呢？

這個問題和spring處理cron表達式這種定時任務的機制有關，我們稍后再說，先講講@Scheduled注解的另外兩個屬性：fixedRate和fixedDelay

4.fixedDelay

測試代碼：

@Scheduled(fixedDelay = 5*1_000)
    public void doTask() throws InterruptedException {
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
        Thread.sleep(6*1_000);
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
    }

結果日志：

2018-06-11 16:30:56.246 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:03.114 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:31:08.122 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:14.139 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:31:19.149 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:25.261 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:31:30.269 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:31:36.385 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end

我們可以發現，這個結果和上一個使用cro表達式的結果好像啊。但是仔細看我們就會發現，這次所有的時間都是我們配置的：任務開始到結束間隔6s，上一個任務結束時間到下一個任務開始時間是5秒，這樣看來是比較符合我們的設置的。

fixedDelay是設定上一個任務結束后多久執行下一個任務，也就是fixedDelay只關心上一任務的結束時間和下一任務的開始時間。

5.fixedRate

這次我們先將6s的任務執行時間去掉，看看輸出什么
測試代碼：

@Scheduled(fixedRate = 5*1_000)
    public void doTask() throws InterruptedException {
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
//        Thread.sleep(6*1_000);
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
    }

結果日志：

2018-06-11 16:48:22.039 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:22.060 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:48:27.005 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:27.496 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:48:32.001 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:32.008 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:48:37.016 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:48:37.024 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end

誒？這樣看來好像和其他兩個沒什么區別，都是間隔5s執行方法啊。別急，現在我們把注掉的6s任務執行時間放開，再來看看結果
測試代碼：

2018-06-11 16:54:29.613 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:36.113 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:54:36.118 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:42.580 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:54:42.607 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:48.632 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 16:54:48.639 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 16:54:55.188 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end

這次我們可以看到，上一個任務結束后，下一個任務立刻開始執行了，結合第一次測試，我們就可以推斷，fixedRate設置的上一個任務的開始時間到下一個任務開始時間的間隔，那我們的推斷對不對呢？這次我們把任務執行時間改成2s，測試走起~
測試代碼：

@Scheduled(fixedRate = 5*1_000)
    public void doTask() throws InterruptedException {
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
        Thread.sleep(2*1_000);
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
    }

結果日志：

2018-06-11 17:08:37.500 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:39.510 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:08:43.086 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:45.093 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:08:48.025 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:50.083 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:08:53.239 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:08:55.245 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end

結果和我們推斷的一致，兩個任務的開始時間間隔是5s，當到達任務的開始執行時間，但上一個任務卻沒有完成時，spring會等待上一個任務執行完，并立即開始執行本次任務。

6.Cron執行機制

上面介紹了cron表達式、fixedRate和fixedDelay三種方式，但還有一個遺留問題，那就是cron的執行機制，為什么使用它時兩個任務間隔并不固定呢？其實spring在處理使用cron表達式這種定時任務時，其實依舊關注的是任務的開始時間，但是他和fixedDelay不同的是，他會在配置任務開始時判斷任務是否可以執行，如果可以則執行，如果不可以，那么他將不執行此次任務，等待下一次執行。比如下圖

AB兩個任務配置的執行規則都是每隔5s執行，A任務執行時間是4s，而B任務執行時間是7s。
A任務可以在執行內執行完任務，所以每隔5s他就會正常執行，0s開始，4s時結束，那么在5s的時候他會再次執行，如此反復。
而B任務的執行時間是7s，執行時間超過了任務的間隔時間，就如圖中例子，B任務在10s開始，執行時間持續了7s，當15s的時候本來應該是開始執行第二次，但由于第一次任務還未執行完成，所以第二次任務將不會執行，而是到20s要開始執行第三次任務的時候，再次判斷，發現上一次B任務已經執行完畢，這時才開始再次執行B任務。

還記得我們剛開始使用cron表達式做了一個執行時間為6s，間隔5s執行的測試任務嗎？這次我們改一改，將執行時間改為8s，再次測試。
測試代碼：

@Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?")
    public void doTask() throws InterruptedException {
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task run");
        Thread.sleep(8*1_000);
        logger.info(Thread.currentThread().getName()+"===task end");
    }

結果日志：

2018-06-11 17:54:30.014 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:54:38.033 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:54:40.488 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:54:49.617 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:54:50.260 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:54:58.270 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end
2018-06-11 17:55:00.845 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task run
2018-06-11 17:55:08.856 [pool-12-thread-1] INFO  service.task.testTask -pool-12-thread-1===task end

對比執行時間為6s的測試結果，可以發現兩次任務開始的時間都是在下下一個5s的時候，也就是證實了之前等待的結論。

7.總結

1、fixedRate配置了上一次任務的開始時間到下一次任務的開始時間的間隔，每次任務都會執行；
2、fixedDelay配置了上一次任務的結束時間到下一次任務的開始時間的間隔，每次任務都會執行；
3、cron表達式配置了在哪一刻執行任務，會在配置的任務開始時間判斷任務是否可以執行，如果能則執行，不能則會跳過本次執行；
4、如果是強調任務間隔的定時任務，建議使用fixedRate和fixedDelay，如果是強調任務在某時某分某刻執行的定時任務，建議使用cron表達式。

如有錯誤，歡迎留言指正，謝謝大家！

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