SpringBoot @Schedule使用注意与原理

原创
09/18 10:30
阅读数 1.4W

简介

之前使用@Schedule一直没有遇到什么问题,那种拿来就用的感觉还挺好,最近使用@Schedule遇到一点问题,才仔细的研究了一下@Schedule的一些细节和原理问题。

这篇文章就将分享一下,使用@Schedule一些可能被忽略的问题。

注意事项

@Schedule默认线程池大小

我相信@Schedule默认线程池大小的问题肯定是被很多拿来就用的朋友忽略的问题,默认情况下@Schedule使用线程池的大小为1。

一般情况下没有什么问题,但是如果有多个定时任务,每个定时任务执行时间可能不短的情况下,那么有的定时任务可能一直没有机会执行。

有兴趣的朋友,可以试一下:

@Component
public class BrigeTask {

    private static final DateTimeFormatter FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    @Scheduled(cron = "*/5 * * * * ?")
    private void cron() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-cron:" + LocalDateTime.now().format(FORMATTER));
        TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
    }

    @Scheduled(fixedDelay = 5000)
    private void fixedDelay() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-fixedDelay:" + LocalDateTime.now().format(FORMATTER));
        TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
    }

    @Scheduled(fixedRate = 5000)
    private void fixedRate() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-fixedRate:" + LocalDateTime.now().format(FORMATTER));
        TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
    }
}

上面的任务中,fixedDelay与cron,可能很久都不会被执行。

任务执行机会少

要解决上面的问题,可以把执行任务的线程池设置大一点,怎样设置通过实现SchedulingConfigurer接口,在configureTasks方法中配置,这种方式参见后面的代码,这里可以直接注入一个TaskScheduler来解决问题。

@Bean
public TaskScheduler taskScheduler() {
    ThreadPoolTaskScheduler taskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
    taskScheduler.setPoolSize(5);
    return taskScheduler;
}

当然也可以使用ScheduledExecutorService:

@Bean
public ScheduledExecutorService scheduledExecutorService() {
    return Executors.newScheduledThreadPool(10);
}

为啥这样有效,请参考后面@Schedule原理。

固定延迟与固定速率

@Schedule的三种方式cron、fixedDelay、fixedRate不管线程够不够都会阻塞到上一次执行完成,才会执行下一次。

如果任务方法执行时间非常短,上面三种方式其实基本没有太多的区别。

如果,任务方法执行时间比较长,大于了设置的执行周期,那么就有很大的区别。例如,假设执行任务的线程足够,执行周期是5s,任务方法会执行6s。

cron的执行方式是,任务方法执行完,遇到下一次匹配的时间再次执行,基本就会10s执行一次,因为执行任务方法的时间区间会错过一次匹配。

fixedDelay的执行方式是,方法执行了6s,然后会再等5s再执行下一次,在上面的条件下,基本就是每11s执行一次。

fixedRate的执行方式就变成了每隔6s执行一次,因为按固定区间执行它没5s就应该执行一次,但是任务方法执行了6s,没办法,只好6s执行一次。

上面的结论都可以通过,最上面的示例验证,有兴趣的朋友可以调整一下休眠时间测试一下。

SpringBoot @Schedule原理

在SpringBoot中,我们使用@EnableScheduling来启用@Schedule。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Import(SchedulingConfiguration.class)
@Documented
public @interface EnableScheduling {

}

EnableScheduling注解没什么特殊,需要注意import了SchedulingConfiguration。

SchedulingConfiguration一看名字就知道是一个配置类,肯定是为了添加相应的依赖类。

@Configuration
@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
public class SchedulingConfiguration {

	@Bean(name = TaskManagementConfigUtils.SCHEDULED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)
	@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
	public ScheduledAnnotationBeanPostProcessor scheduledAnnotationProcessor() {
		return new ScheduledAnnotationBeanPostProcessor();
	}
}

我们可以看到在SchedulingConfiguration创建了一个ScheduledAnnotationBeanPostProcessor。

看样子SpringBoot定时任务的核心就是ScheduledAnnotationBeanPostProcessor类了,下面我们来看一看ScheduledAnnotationBeanPostProcessor类。

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor

public class ScheduledAnnotationBeanPostProcessor
		implements ScheduledTaskHolder, MergedBeanDefinitionPostProcessor, DestructionAwareBeanPostProcessor,
		Ordered, EmbeddedValueResolverAware, BeanNameAware, BeanFactoryAware, ApplicationContextAware,
		SmartInitializingSingleton, ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>, DisposableBean {
}

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor实现了很多接口,这里重点关注2个,ApplicationListener和DestructionAwareBeanPostProcessor。

DestructionAwareBeanPostProcessor封装任务

DestructionAwareBeanPostProcessor继承了BeanPostProcessor。

BeanPostProcessor相信大家已经非常熟悉了,就是在Bean创建执行setter之后,在自定义的afterPropertiesSet和init-method前后提供拦截点,大致执行的先后顺序是:

Bean实例化 -> setter -> BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization ->
-> InitializingBean#afterPropertiesSet -> init-method -> BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization

我们看一下ScheduledAnnotationBeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法:

@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
    if (bean instanceof AopInfrastructureBean || bean instanceof TaskScheduler ||
            bean instanceof ScheduledExecutorService) {
        // Ignore AOP infrastructure such as scoped proxies.
        return bean;
    }

    Class<?> targetClass = AopProxyUtils.ultimateTargetClass(bean);
    if (!this.nonAnnotatedClasses.contains(targetClass) &&
            AnnotationUtils.isCandidateClass(targetClass, Arrays.asList(Scheduled.class, Schedules.class))) {
        Map<Method, Set<Scheduled>> annotatedMethods = MethodIntrospector.selectMethods(targetClass,
                (MethodIntrospector.MetadataLookup<Set<Scheduled>>) method -> {
                    Set<Scheduled> scheduledMethods = AnnotatedElementUtils.getMergedRepeatableAnnotations(
                            method, Scheduled.class, Schedules.class);
                    return (!scheduledMethods.isEmpty() ? scheduledMethods : null);
                });
        if (annotatedMethods.isEmpty()) {
            this.nonAnnotatedClasses.add(targetClass);
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace("No @Scheduled annotations found on bean class: " + targetClass);
            }
        }
        else {
            // Non-empty set of methods
            annotatedMethods.forEach((method, scheduledMethods) ->
                    scheduledMethods.forEach(scheduled -> processScheduled(scheduled, method, bean)));
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace(annotatedMethods.size() + " @Scheduled methods processed on bean '" + beanName +
                        "': " + annotatedMethods);
            }
        }
    }
    return bean;
}

简单说一下流程:

找到所有的Schedule方法,把它封装为ScheduledMethodRunnable类(ScheduledMethodRunnable类实现了Runnable接口),并把其做为一个任务注册到ScheduledTaskRegistrar中。

如果对具体的逻辑感兴趣,可以从postProcessAfterInitialization方法顺着processScheduled方法一次debug。

ApplicationListener执行任务

前面我们介绍通过BeanPostProcessor解析出了所有的任务,接下来要做的事情就是提交任务了。

@Override
public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
    if (event.getApplicationContext() == this.applicationContext) {
        // Running in an ApplicationContext -> register tasks this late...
        // giving other ContextRefreshedEvent listeners a chance to perform
        // their work at the same time (e.g. Spring Batch's job registration).
        finishRegistration();
    }
}

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor监听的事件是ContextRefreshedEvent,就是在容器初始化,或者刷新的时候被调用。

监听到ContextRefreshedEvent事件之后,值调用了finishRegistration方法,这个方法的基本流程如下:

  1. 找到容器中的SchedulingConfigurer,并调用它的configureTasks,SchedulingConfigurer的作用主要就是配置ScheduledTaskRegistrar类,例如线程池等参数,例如:
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.SchedulingConfigurer;
import org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar;

import java.util.concurrent.Executors;

@Configuration
public class MyScheduleConfig implements SchedulingConfigurer {

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
        taskRegistrar.setScheduler(Executors.newScheduledThreadPool(10));
    }
}
  1. 调用ScheduledTaskRegistrar的afterPropertiesSet方法执行任务,如果对具体的逻辑感兴趣,可以阅读ScheduledTaskRegistrar的scheduleTasks方法。

关于为啥直接在容器中注入一个TaskScheduler、ScheduledExecutorService也可以有效,也可以在finishRegistration方法中找到答案。

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定时线程触发后 业务线程去执行逻辑。而不是把定时线程调大,隐患依然存在。
09/19 16:54
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trayvon博主
根据实际情况决定,这里只是讨论存在的问题,实际我们使用@Asyn异步去执行,如果任务线程不够,还是会有这个问题。
09/19 20:24
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写的不错
09/19 09:56
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trayvon博主
谢谢你的认可
09/19 20:21
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