Spring Boot 实现定时任务动态管理

前言

本文主要介绍了SpringBoot架构下动态定时任务的使用，定时任务表达式配置在数据库中，通过反射执行到目标方法。

Quartz

Quartz 是一个开源的作业调度框架,支持分布式定时任务，Quartz定时任务据我了解可分为Trigger（触发器）、Job（任务）和Scheduler（调度器），定时任务的逻辑大体为：创建触发器和任务，并将其加入到调度器中。

Quartz 的核心类有以下三部分：

任务 Job ： 需要实现的任务类，实现 execute() 方法，执行后完成任务;
触发器 Trigger ： 包括 SimpleTrigger 和 CronTrigger;
调度器 Scheduler ： 任务调度器，负责基于 Trigger触发器，来执行 Job任务.

Trigger 有五种触发器：

  • SimpleTrigger 触发器：需要在特定的日期/时间启动，且以指定的间隔时间（单位毫秒）重复执行 n 次任务，如 ：在 9:00 开始，每隔1小时，每隔几分钟，每隔几秒钟执行一次 。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）。

  • CalendarIntervalTrigger 触发器：指定从某一个时间开始，以一定的时间间隔（单位有秒，分钟，小时，天，月，年，星期）执行的任务。

  • DailyTimeIntervalTrigger 触发器：指定每天的某个时间段内，以一定的时间间隔执行任务。并且支持指定星期。如：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。

  • CronTrigger 触发器：基于日历的任务调度器，即指定星期、日期的某时间执行任务。

  • NthIncludedDayTrigger 触发器：不同时间间隔的第 n 天执行任务。比如，在每个月的第 15 日处理财务发票记帐，同样设定双休日或者假期。

创建任务表

create table sys_job (job_id              bigint(20)    not null auto_increment    comment '任务ID',job_name            varchar(64)   default ''                 comment '任务名称',job_group           varchar(64)   default 'DEFAULT'          comment '任务组名',invoke_target       varchar(500)  not null                   comment '调用目标方法',cron_expression     varchar(255)  default ''                 comment 'cron执行表达式',misfire_policy      varchar(20)   default '3'                comment '计划执行错误策略（1立即执行 2执行一次 3放弃执行）',concurrent          char(1)       default '1'                comment '是否并发执行（0允许 1禁止）',status              char(1)       default '0'                comment '状态（0正常 1暂停）',create_by           varchar(64)   default ''                 comment '创建者',create_time         datetime                                 comment '创建时间',update_by           varchar(64)   default ''                 comment '更新者',update_time         datetime                                 comment '更新时间',remark              varchar(500)  default ''                 comment '备注信息',primary key (job_id, job_name, job_group)
) engine=innodb auto_increment=100 comment = '定时任务调度表';INSERT INTO `sys_job`(`job_id`, `job_name`, `job_group`, `invoke_target`, `cron_expression`, `misfire_policy`, `concurrent`, `status`, `create_by`, `create_time`, `update_by`, `update_time`, `remark`) VALUES (2, '系统默认（有参）', 'DEFAULT', 'com.demo.task.Task.testParams(\'hello\')', '0/15 * * * * ?', '3', '1', '0', 'admin', '2024-01-16 19:07:33', '', NULL, '');
INSERT INTO `sys_job`(`job_id`, `job_name`, `job_group`, `invoke_target`, `cron_expression`, `misfire_policy`, `concurrent`, `status`, `create_by`, `create_time`, `update_by`, `update_time`, `remark`) VALUES (3, '系统默认（无参）', 'DEFAULT', 'task.testNoParams()', '0/20 * * * * ?', '3', '1', '0', 'admin', '2024-01-16 19:07:33', '', NULL, '');create table sys_job_log (job_log_id          bigint(20)     not null auto_increment    comment '任务日志ID',job_name            varchar(64)    not null                   comment '任务名称',job_group           varchar(64)    not null                   comment '任务组名',invoke_target       varchar(500)   not null                   comment '调用目标字符串',job_message         varchar(500)                              comment '日志信息',status              char(1)        default '0'                comment '执行状态（0正常 1失败）',exception_info      varchar(2000)  default ''                 comment '异常信息',create_time         datetime                                  comment '创建时间',primary key (job_log_id)
) engine=innodb comment = '定时任务调度日志表';

添加依赖

<dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-lang3</artifactId>
</dependency><dependency><groupId>org.quartz-scheduler</groupId><artifactId>quartz</artifactId>
</dependency><dependency><groupId>cn.hutool</groupId><artifactId>hutool-all</artifactId><version>4.1.14</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context-support</artifactId>
</dependency>

定义Job

Quartz定时任务默认都是并发执行的，不会等待上一次任务执行完毕，只要间隔时间到就会执行, 如果定时任执行太长，会长时间占用资源，导致其它任务堵塞。

一般设置都是禁止并发执行

//禁止并发执行
@DisallowConcurrentExecution
public class QuartzDisallowConcurrentExecution extends AbstractQuartzJob {@Overrideprotected void doExecute(JobExecutionContext context, SysJob sysJob) throws Exception {JobInvokeUtil.invokeMethod(sysJob);}
}public abstract class AbstractQuartzJob implements Job {private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AbstractQuartzJob.class);/*** 线程本地变量*/private static ThreadLocal<Date> threadLocal = new ThreadLocal<>();@Overridepublic void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {SysJob sysJob = new SysJob();BeanUtils.copyProperties(context.getMergedJobDataMap().get(ScheduleConstants.TASK_PROPERTIES),sysJob);try {before(context, sysJob);if (sysJob != null){doExecute(context, sysJob);}after(context, sysJob, null);}catch (Exception e){log.error("任务执行异常  - ：", e);after(context, sysJob, e);}}/*** 执行前** @param context 工作执行上下文对象* @param sysJob 系统计划任务*/protected void before(JobExecutionContext context, SysJob sysJob) {threadLocal.set(new Date());}/*** 执行后** @param context 工作执行上下文对象* @param sysJob 系统计划任务*/protected void after(JobExecutionContext context, SysJob sysJob, Exception e){Date startTime = threadLocal.get();threadLocal.remove();// todo 写入数据库当中}/*** 执行方法，由子类重载** @param context 工作执行上下文对象* @param sysJob 系统计划任务* @throws Exception 执行过程中的异常*/protected abstract void doExecute(JobExecutionContext context, SysJob sysJob) throws Exception;
}

实体类

@Data
public class SysJob implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;/** 任务ID */private Long jobId;/** 任务名称 */private String jobName;/** 任务组名 */private String jobGroup;/** 调用目标字符串 */private String invokeTarget;/** cron执行表达式 */private String cronExpression;/** cron计划策略 */// 0=默认,1=立即触发执行,2=触发一次执行,3=不触发立即执行private String misfirePolicy = ScheduleConstants.MISFIRE_DEFAULT;/** 是否并发执行（0允许 1禁止） */private String concurrent;/** 任务状态（0正常 1暂停） */private String status;}

创建定时任务

    public static void createScheduleJob(Scheduler scheduler, SysJob job) throws SchedulerException, TaskException {Class<? extends Job> jobClass = getQuartzJobClass(job);// 构建job信息Long jobId = job.getJobId();String jobGroup = job.getJobGroup();JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(jobClass).withIdentity(getJobKey(jobId, jobGroup)).build();// 表达式调度构建器CronScheduleBuilder cronScheduleBuilder = CronScheduleBuilder.cronSchedule(job.getCronExpression());cronScheduleBuilder = handleCronScheduleMisfirePolicy(job, cronScheduleBuilder);// 按新的cronExpression表达式构建一个新的triggerCronTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity(getTriggerKey(jobId, jobGroup)).withSchedule(cronScheduleBuilder).build();// 放入参数，运行时的方法可以获取jobDetail.getJobDataMap().put(ScheduleConstants.TASK_PROPERTIES, job);// 判断是否存在if (scheduler.checkExists(getJobKey(jobId, jobGroup))){// 防止创建时存在数据问题 先移除，然后在执行创建操作scheduler.deleteJob(getJobKey(jobId, jobGroup));}// 判断任务是否过期if (StringUtils.isNotNull(CronUtils.getNextExecution(job.getCronExpression()))){// 执行调度任务 核心代码scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);}// 暂停任务if (job.getStatus().equals(ScheduleConstants.Status.PAUSE.getValue())){scheduler.pauseJob(ScheduleUtils.getJobKey(jobId, jobGroup));}}/*** 获取quartz任务类** @param sysJob 执行计划* @return 具体执行任务类*/private static Class<? extends Job> getQuartzJobClass(SysJob sysJob){boolean isConcurrent = "0".equals(sysJob.getConcurrent());return isConcurrent ? QuartzJobExecution.class : QuartzDisallowConcurrentExecution.class;}

反射类

public class JobInvokeUtil {/*** 执行方法** @param sysJob 系统任务*/public static void invokeMethod(SysJob sysJob) throws Exception {String invokeTarget = sysJob.getInvokeTarget();String beanName = getBeanName(invokeTarget);String methodName = getMethodName(invokeTarget);List<Object[]> methodParams = getMethodParams(invokeTarget);if (!isValidClassName(beanName)) {Object bean = SpringUtils.getBean(beanName);invokeMethod(bean, methodName, methodParams);}else{Object bean = Class.forName(beanName).getDeclaredConstructor().newInstance();invokeMethod(bean, methodName, methodParams);}}/*** 调用任务方法** @param bean 目标对象* @param methodName 方法名称* @param methodParams 方法参数*/private static void invokeMethod(Object bean, String methodName, List<Object[]> methodParams)throws NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException,InvocationTargetException {if (StringUtils.isNotNull(methodParams) && methodParams.size() > 0) {Method method = bean.getClass().getMethod(methodName, getMethodParamsType(methodParams));method.invoke(bean, getMethodParamsValue(methodParams));}else{Method method = bean.getClass().getMethod(methodName);method.invoke(bean);}}}

定时任务类

@Component("task")
@Slf4j
public class Task {public void testParams(String params) {log.info("执行有参方法：" + params);System.out.println();}public void testNoParams() {log.info("执行无参方法");}
}

初始化定时任务

    @PostConstructpublic void init() throws SchedulerException, TaskException {scheduler.clear();List<SysJob> jobList = jobMapper.selectList(null);for (SysJob job : jobList) {ScheduleUtils.createScheduleJob(scheduler, job);}}

运行效果：

2024-03-25 14:05:30.020 INFO 11296 — [eduler_Worker-1] com.demo.task.Task : 执行有参方法：hello

2024-03-25 14:05:40.005 INFO 11296 — [eduler_Worker-2] com.demo.task.Task : 执行无参方法
2024-03-25 14:05:45.008 INFO 11296 — [eduler_Worker-3] com.demo.task.Task : 执行有参方法：hello

2024-03-25 14:06:00.012 INFO 11296 — [eduler_Worker-4] com.demo.task.Task : 执行有参方法：hello

2024-03-25 14:06:00.014 INFO 11296 — [eduler_Worker-5] com.demo.task.Task : 执行无参方法

添加定时任务

    public int insertJob(SysJob job) throws SchedulerException, TaskException {job.setStatus(ScheduleConstants.Status.PAUSE.getValue());int rows = jobMapper.insert(job);if (rows > 0) {ScheduleUtils.createScheduleJob(scheduler, job);}return rows;}

解决 Quartz Job 中无法注入 Spring Bean

首先自定义一个 JobFactory，通过 AutowireCapableBeanFactory 将创建好的 Job 对象交给 Spring 管理

@Configuration
public class CustomJobFactory extends AdaptableJobFactory {@Autowiredprivate AutowireCapableBeanFactory autowireCapableBeanFactory;/*** Create the job instance, populating it with property values taken* from the scheduler context, job data map and trigger data map.** @param bundle*/@Overrideprotected Object createJobInstance(TriggerFiredBundle bundle) throws Exception {Object jobInstance = super.createJobInstance(bundle);autowireCapableBeanFactory.autowireBean(jobInstance);return jobInstance;}
}

再创建一个配置类，将自定义的 JobFactory 设置到 Schedule 中

@Configuration
public class QuartzConfig {@Autowiredprivate CustomJobFactory customJobFactory;@SneakyThrows@Beanpublic Scheduler scheduler(){SchedulerFactory schedulerFactory = new StdSchedulerFactory();Scheduler scheduler = schedulerFactory.getScheduler();// 自定义 JobFactory 使得在 Quartz Job 中可以使用 @Autowiredscheduler.setJobFactory(customJobFactory);scheduler.start();return scheduler;}}

总结

本文是基于 Quartz 实现的动态定时任务，有些场景比如任务暂停、任务删除、任务立即执行，参考下面的源码，这里不再赘述了。
项目代码

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