XXL-JOB:定时任务框架的实战应用与调度方式详解

前言

在企业的日常运营中,定时任务扮演着至关重要的角色。无论是数据同步、报表生成,还是消息推送、定时清理,都需要依赖定时任务来准确、高效地执行。比如说某电商系统需要在每天上午10点,下午3点,晚上8点发放一批优惠券;12306会根据车次的不同,设置某几个时间点进行分批放票等。

XXL-JOB是一款轻量级分布式任务调度平台,它可以给我们提供了稳定、可靠、易用的定时任务解决方案。我们通过这篇文章来学习一下它。

XXL-JOB简单概述

XXL-JOB是一个轻量级分布式任务调度平台,它采用中心化设计,调度中心负责任务管理、调度,执行器负责任务执行。除此之外,XXL-JOB还支持多种调度模式,比如固定速率执行、Cron表达式等,满足不同业务场景的需求。

那我们为什么现在就会使用分布式的调度框架呢?

大家来看下面这个图:

上面是一个发送优惠券的定时任务

  • 如果只是单体项目的话,定时任务执行是不会有任何问题的
  • 如果后期业务量较大,单体项目 做了集群部署,那集群中每一台服务的代码都是一样的,都会按照规定的时间来执行任务,这样就会造成优惠券重复发放。

所以,由此以上分析,我们要解决就是,即使是单体项目,如果做集群,同样要考虑任务重复执行的问题,那xxl-job就可以解决这些问题,当然不仅仅如此。

XXL-JOB调度方式详解

XXL-JOB的调度方式主要包括以下几种:

Cron表达式调度

在我们使用调度任务技术的时候,特别是调度框架,里面都支持使用日历的方式来设置任务制定的时间、频率等,通常情况下我们都会使用cron表达式来表达。

cron表达式是一个字符串, 用来设置定时规则, 由七部分组成, 每部分中间用空格隔开, 每部分的含义如下表所示:

组成部分 含义 取值范围
第一部分 Seconds (秒) 0-59
第二部分 Minutes(分) 0-59
第三部分 Hours(时) 0-23
第四部分 Day-of-Month(天) 1-31
第五部分 Month(月) 0-11或JAN-DEC
第六部分 Day-of-Week(星期) 1-7(1表示星期日)或SUN-SAT
第七部分 Year(年) 可选 1970-2099

另外, cron表达式还可以包含一些特殊符号来设置更加灵活的定时规则, 如下表所示:

符号 含义
? 表示不确定的值。当两个子表达式其中一个被指定了值以后,为了避免冲突,需要将另外一个的值设为"?"。例如:想在每月20日触发调度,不管20号是星期几,只能用如下写法:0 0 0 20 * ?,其中最后以为只能用"?"
* 代表所有可能的值
, 设置多个值,例如"26,29,33"表示在26分,29分和33分各自运行一次任务
- 设置取值范围,例如"5-20",表示从5分到20分钟每分钟运行一次任务
/ 设置频率或间隔,如"1/15"表示从1分开始,每隔15分钟运行一次任务
L 用于每月,或每周,表示每月的最后一天,或每个月的最后星期几,例如"6L"表示"每月的最后一个星期五"
W 表示离给定日期最近的工作日,例如"15W"放在每月(day-of-month)上表示"离本月15日最近的工作日"
# 表示该月第几个周X。例如"6#3"表示该月第3个周五

为了让大家更熟悉cron表达式的用法, 接下来我给大家列举了一些例子, 如下表所示:

cron表达式 含义
*/5 * * * * ? 每隔5秒运行一次任务
0 0 23 * * ? 每天23点运行一次任务
0 0 1 1 * ? 每月1号凌晨1点运行一次任务
0 0 23 L * ? 每月最后一天23点运行一次任务
0 26,29,33 * * * ? 在26分、29分、33分运行一次任务
0 0/30 9-17 * * ? 朝九晚五工作时间内每半小时运行一次任务
0 15 10 ? * 6#3 每月的第三个星期五上午10:15运行一次任务

API触发调度

除了Cron表达式调度外,XXL-JOB还支持通过API触发调度。这意味着用户可以在业务代码中,根据某些条件或事件触发任务的执行。这个我们稍等以代码案例方式展示!

依赖调度

XXL-JOB还支持任务之间的依赖调度,就是一个任务的执行依赖于另一个任务的完成。这种调度方式适用于存在任务依赖关系的业务场景。

4.5 xxl-job入门

4.5.1 环境搭建

1)源码下载

想要快速使用xxl-job,我们可以首先到gitee或者是github上拉取它的开源代码

源码仓库地址 Release Download
github.com/xuxueli/xxl... Download
gitee.com/xuxueli0323... Download

也可以使用资料文件夹中的源码

2)初始化"调度数据库"

请下载项目源码并解压,获取 "调度数据库初始化SQL脚本" 并执行即可。

位置:/xxl-job/doc/db/tables_xxl_job.sql 共8张表

java 复制代码
- xxl_job_lock:任务调度锁表;
- xxl_job_group:执行器信息表,维护任务执行器信息;
- xxl_job_info:调度扩展信息表: 用于保存XXL-JOB调度任务的扩展信息,如任务分组、任务名、机器地址、执行器、执行入参和报警邮件等等;
- xxl_job_log:调度日志表: 用于保存XXL-JOB任务调度的历史信息,如调度结果、执行结果、调度入参、调度机器和执行器等等;
- xxl_job_logglue:任务GLUE日志:用于保存GLUE更新历史,用于支持GLUE的版本回溯功能;
- xxl_job_registry:执行器注册表,维护在线的执行器和调度中心机器地址信息;
- xxl_job_user:系统用户表;

调度中心支持集群部署,集群情况下各节点务必连接同一个mysql实例;

如果mysql做主从,调度中心集群节点务必强制走主库;

  1. 编译源码

解压源码,按照maven格式将源码导入IDE, 使用maven进行编译即可,源码结构如下:

  1. 配置部署"调度中心"

调度中心项目:xxl-job-admin

作用:统一管理任务调度平台上调度任务,负责触发调度执行,并且提供任务管理平台。

步骤一:调度中心配置

调度中心配置文件地址:/xxl-job/xxl-job-admin/src/main/resources/application.properties

数据库的连接信息修改为自己的数据库

properties 复制代码
### web
server.port=8888
server.servlet.context-path=/xxl-job-admin

### actuator
management.server.servlet.context-path=/actuator
management.health.mail.enabled=false

### resources
spring.mvc.servlet.load-on-startup=0
spring.mvc.static-path-pattern=/static/**
spring.resources.static-locations=classpath:/static/

### freemarker
spring.freemarker.templateLoaderPath=classpath:/templates/
spring.freemarker.suffix=.ftl
spring.freemarker.charset=UTF-8
spring.freemarker.request-context-attribute=request
spring.freemarker.settings.number_format=0.##########

### mybatis
mybatis.mapper-locations=classpath:/mybatis-mapper/*Mapper.xml
#mybatis.type-aliases-package=com.xxl.job.admin.core.model

### xxl-job, datasource
spring.datasource.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/xxl_job?Unicode=true&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=UTF-8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver

### datasource-pool
spring.datasource.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
spring.datasource.hikari.minimum-idle=10
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=30
spring.datasource.hikari.auto-commit=true
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000
spring.datasource.hikari.pool-name=HikariCP
spring.datasource.hikari.max-lifetime=900000
spring.datasource.hikari.connection-timeout=10000
spring.datasource.hikari.connection-test-query=SELECT 1

### xxl-job, email
spring.mail.host=smtp.qq.com
spring.mail.port=25
spring.mail.username=xxx@qq.com
spring.mail.password=xxx
spring.mail.properties.mail.smtp.auth=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.enable=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.required=true
spring.mail.properties.mail.smtp.socketFactory.class=javax.net.ssl.SSLSocketFactory

### xxl-job, access token
xxl.job.accessToken=

### xxl-job, i18n (default is zh_CN, and you can choose "zh_CN", "zh_TC" and "en")
xxl.job.i18n=zh_CN

## xxl-job, triggerpool max size
xxl.job.triggerpool.fast.max=200
xxl.job.triggerpool.slow.max=100

### xxl-job, log retention days
xxl.job.logretentiondays=30

启动调度中心,默认登录账号 "admin/123456", 登录后运行界面如下图所示。

4.5.2 入门案例编写

  1. 登录调度中心,点击下图所示"新建任务"按钮,新建示例任务
  1. 创建xxljob-demo项目,导入依赖
xml 复制代码
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <!--xxl-job-->
    <dependency>
        <groupId>com.xuxueli</groupId>
        <artifactId>xxl-job-core</artifactId>
        <version>2.3.0</version>
    </dependency>
</dependencies>
  1. application.yml配置
yaml 复制代码
server:
  port: 8881


xxl:
  job:
    admin:
      addresses: http://192.168.200.146:8888/xxl-job-admin
    executor:
      appname: xxl-job-executor-sample
      port: 9999
  1. 新建配置类(参考xxl-job源码-样例)
java 复制代码
package com.heima.xxljob.config;

import com.xxl.job.core.executor.impl.XxlJobSpringExecutor;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * xxl-job config
 *
 * @author xuxueli 2017-04-28
 */
@Configuration
public class XxlJobConfig {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(XxlJobConfig.class);

    @Value("${xxl.job.admin.addresses}")
    private String adminAddresses;

    @Value("${xxl.job.executor.appname}")
    private String appname;

    @Value("${xxl.job.executor.port}")
    private int port;


    @Bean
    public XxlJobSpringExecutor xxlJobExecutor() {
        logger.info(">>>>>>>>>>> xxl-job config init.");
        XxlJobSpringExecutor xxlJobSpringExecutor = new XxlJobSpringExecutor();
        xxlJobSpringExecutor.setAdminAddresses(adminAddresses);
        xxlJobSpringExecutor.setAppname(appname);
        xxlJobSpringExecutor.setPort(port);
        return xxlJobSpringExecutor;
    }


}
  1. 任务代码,重要注解:@XxlJob("JobHandler")
java 复制代码
package com.heima.xxljob.job;

import com.xxl.job.core.handler.annotation.XxlJob;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class HelloJob {


    @XxlJob("demoJobHandler")
    public void helloJob(){
        System.out.println("简单任务执行了。。。。");

    }
}
  1. 测试-单节点
  • 启动微服务

  • 在xxl-job的调度中心中启动任务

4.6 xxl-job 任务详解

4.6.1 执行器

执行器:任务的绑定的执行器,任务触发调度时将会自动发现注册成功的执行器, 实现任务自动发现功能;

另一方面也可以方便的进行任务分组。每个任务必须绑定一个执行器

以下是执行器的属性说明:

属性名称 说明
AppName 是每个执行器集群的唯一标示AppName, 执行器会周期性以AppName为对象进行自动注册。可通过该配置自动发现注册成功的执行器, 供任务调度时使用;
名称 执行器的名称, 因为AppName限制字母数字等组成,可读性不强, 名称为了提高执行器的可读性;
排序 执行器的排序, 系统中需要执行器的地方,如任务新增, 将会按照该排序读取可用的执行器列表;
注册方式 调度中心获取执行器地址的方式;
机器地址 注册方式为"手动录入"时有效,支持人工维护执行器的地址信息;

自动注册和手动注册的区别和配置

4.6.2 基础配置

在我们新建任务的时候,里面有很多的配置项,下面我们就来介绍下里面具体的作用

基础配置

  • 执行器:每个任务必须绑定一个执行器, 方便给任务进行分组

  • 任务描述:任务的描述信息,便于任务管理;

  • 负责人:任务的负责人;

  • 报警邮件:任务调度失败时邮件通知的邮箱地址,支持配置多邮箱地址,配置多个邮箱地址时用逗号分隔

调度配置

  • 调度类型:
    • 无:该类型不会主动触发调度;
    • CRON:该类型将会通过CRON,触发任务调度;
    • 固定速度:该类型将会以固定速度,触发任务调度;按照固定的间隔时间,周期性触发;

任务配置

  • 运行模式:

​ BEAN模式:任务以JobHandler方式维护在执行器端;需要结合 "JobHandler" 属性匹配执行器中任务;

  • JobHandler:运行模式为 "BEAN模式" 时生效,对应执行器中新开发的JobHandler类"@JobHandler"注解自定义的value值;

  • 执行参数:任务执行所需的参数;

阻塞处理策略

阻塞处理策略:调度过于密集执行器来不及处理时的处理策略;

  • 单机串行(默认):调度请求进入单机执行器后,调度请求进入FIFO(First Input First Output)队列并以串行方式运行;

  • 丢弃后续调度:调度请求进入单机执行器后,发现执行器存在运行的调度任务,本次请求将会被丢弃并标记为失败;

  • 覆盖之前调度:调度请求进入单机执行器后,发现执行器存在运行的调度任务,将会终止运行中的调度任务并清空队列,然后运行本地调度任务;

路由策略

当执行器集群部署时,提供丰富的路由策略,包括;

  • FIRST(第一个):固定选择第一个机器;

  • LAST(最后一个):固定选择最后一个机器;

  • ROUND(轮询)

  • RANDOM(随机):随机选择在线的机器;

  • CONSISTENT_HASH(一致性HASH):每个任务按照Hash算法固定选择某一台机器,且所有任务均匀散列在不同机器上。

  • LEAST_FREQUENTLY_USED(最不经常使用):使用频率最低的机器优先被选举;

  • LEAST_RECENTLY_USED(最近最久未使用):最久未使用的机器优先被选举;

  • FAILOVER(故障转移):按照顺序依次进行心跳检测,第一个心跳检测成功的机器选定为目标执行器并发起调度;

  • BUSYOVER(忙碌转移):按照顺序依次进行空闲检测,第一个空闲检测成功的机器选定为目标执行器并发起调度;

  • SHARDING_BROADCAST(分片广播):广播触发对应集群中所有机器执行一次任务,同时系统自动传递分片参数;可根据分片参数开发分片任务;

4.7 xxl-job 案例

4.7.1 轮询

1.修改任务为轮询

2.启动多个微服务

修改yml配置文件

yaml 复制代码
server:
  port: ${port:8881}


xxl:
  job:
    admin:
      addresses: http://192.168.200.146:8888/xxl-job-admin
    executor:
      appname: xxl-job-executor-sample
      port: ${executor.port:9999}

3.启动多个微服务

每个微服务轮询的去执行任务

4.7.2 分片广播

执行器集群部署时,任务路由策略选择"分片广播"情况下,一次任务调度将会广播触发对应集群中所有执行器执行一次任务

执行器集群部署时,任务路由策略选择"分片广播"情况下,一次任务调度将会广播触发对应集群中所有执行器执行一次任务

具体案例

需求:让两个节点同时执行10000个任务,每个节点分别执行5000个任务

①:在xxl-job-executor-sample执行器下新创建任务,路由策略为分片广播

②:分片广播代码

分片参数

​ index:当前分片序号(从0开始),执行器集群列表中当前执行器的序号;

​ total:总分片数,执行器集群的总机器数量;

代码

java 复制代码
package com.heima.xxljob.job;

import com.xxl.job.core.context.XxlJobHelper;
import com.xxl.job.core.handler.annotation.XxlJob;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@Component
public class HelloJob {

    @Value("${server.port}")
    private String port;


    @XxlJob("demoJobHandler")
    public void helloJob(){
        System.out.println("简单任务执行了。。。。"+port);

    }

    @XxlJob("shardingJobHandler")
    public void shardingJobHandler(){
        //分片的参数
        int shardIndex = XxlJobHelper.getShardIndex();
        int shardTotal = XxlJobHelper.getShardTotal();

        //业务逻辑
        List<Integer> list = getList();
        for (Integer integer : list) {
            if(integer % shardTotal == shardIndex){
                System.out.println("当前第"+shardIndex+"分片执行了,任务项为:"+integer);
            }
        }
    }

    public List<Integer> getList(){
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            list.add(i);
        }
        return list;
    }
}

④:测试

启动多个微服务测试,一次执行可以执行多个任务

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