【面试中的分布式定时任务】

定时任务与分布式定时任务框架XXL-JOB详解

一、为什么需要定时任务？

定时任务在业务场景中非常常见，主要用于以下场景：

时间驱动处理：
• 整点发送优惠券
• 每天更新收益
• 每天刷新标签数据和人群数据
批量处理数据：
• 按月批量统计报表数据
• 批量更新短信状态
• 实时性要求不高的数据处理
异步执行解耦：
• 活动状态刷新
• 数据同步
• 异步执行离线查询，与内部逻辑解耦

二、定时任务的实现方式

定时任务的实现方式有多种，以下是常见的几种：

JDK方式：
• 死循环
• Timer定时器
• JUC定时任务
Spring Scheduling声明式定时任务：
• @EnableScheduling
• @Scheduled
经典定时任务框架：
• Quartz
分布式定时任务：
• XXL-JOB（基于Quartz）
• Elastic-Job（基于Quartz）
• Saturn（Elastic-Job的Fork版本）
MQ延时队列

三、各解决方案的优缺点

JDK方式及Spring Scheduling：
• 优点：简单易用
• 缺点：不支持高可用，不支持动态配置
Quartz：
• 优点：支持高可用
• 缺点：配置复杂（需要10几张表），不支持动态配置
XXL-JOB：
• 优点：支持高可用，动态配置，任务统一管理
• 缺点：需要额外部署调度中心

四、分布式定时任务框架XXL-JOB

XXL-JOB是一个分布式任务调度平台，核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。目前已有多家公司接入，包括大众点评、京东、优信二手车等。

4.1 项目结构

XXL-JOB支持通过Web页面对任务进行CRUD操作，支持动态修改任务状态、暂停/恢复任务，以及终止运行中任务。

源码地址：
• GitHub：https://github.com/xuxueli/xxl-job
• 码云：http://gitee.com/xuxueli0323/xxl-job

项目结构如下：

• xxl-job-admin：调度中心
• xxl-job-core：公共依赖
• xxl-job-executor-samples：执行器示例
• xxl-job-executor-sample-springboot：SpringBoot版本（推荐）
• xxl-job-executor-sample-spring：Spring版本
• xxl-job-executor-sample-frameless：无框架版本
• 其他版本：JFinal、Nutz、jboot等

4.2 设计思想

XXL-JOB将调度行为抽象为“调度中心”，调度中心负责发起调度请求，而任务逻辑由“执行器”处理。调度中心与执行器解耦，提高了系统的稳定性和扩展性。

4.3 部署调度中心

4.3.1 初始化调度数据库

执行tables_xxl_job.sql脚本初始化数据库。调度中心支持集群部署，集群节点需连接同一个MySQL实例。

4.3.2 修改调度中心配置

配置文件路径：xxl-job/xxl-job-admin/src/main/resources/application.properties
主要配置项：
• 端口号
• JDBC数据源
• 报警邮箱
• 调度中心通讯TOKEN

4.3.3 打包运行调度中心

编译打包：mvn clean package -Dmaven.skip.test=true
启动调度中心：java -jar xxl-job-admin-2.2.0.jar
访问调度中心：http://localhost:8080/xxl-job-admin

默认登录账号：admin/123456

4.3.4 调度中心集群（可选）

调度中心支持集群部署，提升系统的容灾和可用性。集群部署时需保证DB配置一致，机器时钟一致。

4.4 搭建执行器项目

执行器负责接收调度中心的调度并执行任务。可以将执行器集成到现有项目中，也可以直接使用示例项目。

4.4.1 添加XXL-JOB依赖

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>com.xuxueli</groupId><artifactId>xxl-job-core</artifactId><version>2.2.0</version>
</dependency>

4.4.2 修改执行器配置

配置文件路径：xxl-job-executor-sample-springboot/src/main/resources/application.properties
主要配置项：
• 调度中心地址
• 执行器AppName
• 执行器端口号
• 日志存储路径

4.4.3 添加执行器配置类

Copy示例工程的配置文件到项目中，无需修改。

4.4.4 给执行器添加任务

@Component
public class MyJobHandler {@XxlJob("myJobHandler")public ReturnT<String> execute(String param) {XxlJobLogger.log("任务执行日志");System.out.println("任务执行：" + param);return ReturnT.SUCCESS;}
}

4.4.5 执行器管理

在调度中心“执行器管理”界面添加执行器，支持自动注册和手动录入。

4.5 任务界面详解

任务配置项包括：
• 执行器
• 任务描述
• 路由策略
• Cron表达式
• 运行模式（BEAN模式、GLUE模式）
• 阻塞处理策略
• 子任务
• 任务超时时间
• 失败重试次数
• 报警邮件
• 负责人
• 执行参数

4.6 分片广播任务

分片广播任务适用于大数据量处理场景，如分片任务、广播任务等。任务会广播到所有执行器，执行器根据分片参数处理数据。

@JobHandler(value="shardingJobHandler")
@Service
public class ShardingJobHandler extends IJobHandler {@Overridepublic ReturnT<String> execute(String param) {ShardingUtil.ShardingVO shardingVO = ShardingUtil.getShardingVo();XxlJobLogger.log("分片参数：当前分片序号 = {}, 总分片数 = {}", shardingVO.getIndex(), shardingVO.getTotal());return SUCCESS;}
}

五、使用XXL-JOB改造购物车数据同步

5.1 异步执行失败记录到Redis

改造CartAsyncExceptionHandler，将异常用户记录到Redis。

@Slf4j
@Component
public class CartAsyncExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {@Autowiredprivate StringRedisTemplate redisTemplate;private static final String KEY = "cart:async:exception";@Overridepublic void handleUncaughtException(Throwable throwable, Method method, Object... objects) {log.error("异步调用发生异常，方法：{}，参数：{}，异常信息：{}", method, objects, throwable.getMessage());String userId = objects[0].toString();BoundListOperations<String, String> listOps = this.redisTemplate.boundListOps(KEY);listOps.leftPush(userId);}
}

5.2 添加任务同步购物车数据

在定时任务工程中引入Redis和Mapper接口，添加CartJobHandler任务。

@Component
public class CartJobHandler {@Autowiredprivate StringRedisTemplate redisTemplate;@Autowiredprivate CartMapper cartMapper;private static final String KEY = "cart:async:exception";private static final String KEY_PREFIX = "cart:info:";@XxlJob("cartJobHandler")public ReturnT<String> executor(String param) {BoundListOperations<String, String> listOps = this.redisTemplate.boundListOps(KEY);String userId = listOps.rightPop();while (StringUtils.isNotBlank(userId)) {this.cartMapper.delete(new UpdateWrapper<Cart>().eq("user_id", userId));BoundHashOperations<String, Object, Object> hashOps = this.redisTemplate.boundHashOps(KEY_PREFIX + userId);List<Object> cartJsons = hashOps.values();if (!CollectionUtils.isEmpty(cartJsons)) {cartJsons.forEach(cartJson -> {this.cartMapper.insert(JSON.parseObject(cartJson.toString(), Cart.class));});}userId = listOps.rightPop();}return ReturnT.SUCCESS;}
}