多台服务器分布式定时调度的几种方案

背景：现在有多个后端服务器，并且在代码中定义了一个定时任务，希望这个定时任务在一个时间只在一个服务器上执行，涉及到分布式调度，调研了一下总结出几种方案：

1.mysql的内置GET_LOCK

GET_LOCK方法的介绍

GET_LOCK是MySQL提供的一种加锁机制，用于控制并发访问数据库中的资源。GET_LOCK允许一个客户端获取一个带有给定名称的锁，并且只有该客户端能够释放该锁。这个锁是应用程序级别的，在不同的mysql会话之间使用，是名字锁，不是锁具体某个表名或字段，具体是锁什么完全交给应用程序。它是一种独占锁，意味着哪个会话持有这个锁，其他会话尝试拿这个锁的时候都会失败。这种方式是针对锁内的所有操作加锁，并不针对特定表或特定行，如果不释放锁，直到关闭连接会话结束，锁才会释放

以下是GET_LOCK方法的语法：

select GET_LOCK(str, timeout);

str: 锁的名称，通常是一个字符串。

timeout: 获取锁的超时时间（秒），如果在指定的时间内无法获取到锁，GET_LOCK将返回0。

释放锁：SELECT RELEASE_LOCK(@lock_key);

如果使用java的jpa，直接定义一个方法，用原生的sql即可，并且不用指定表

java 复制代码

   @Query(value = "SELECT GET_LOCK(:lockName, 10)", nativeQuery = true)
    int addLock(@Param("lockName") String lock);

    @Query(value = "SELECT RELEASE_LOCK(:lockName)", nativeQuery = true)
    int releaseLock(@Param("lockName") String lock);

2.version乐观锁

需要在数据库表中增加一个version字段，主要用于实现并发更新，读取数据时，将version字段值一通取出，每更新一次version加一，提交更新时判断当前version与第一次取出来的version是否相等，相等则更新，否则认为是过期数据。如下图所示：

使用：

先查出出记录

select (status,status,version) from t_goods where id=#{id}

再修改记录

update t_goods

set status=2,version=version+1

where id=#{id} and version=#{version};

如果使用jpa，可以直接使用version注解来标识版本号字段：

java 复制代码

  @Version
    private int version;  // 版本号字段

此时当尝试更新实体时，Spring Data JPA会自动检查版本号是否一致。

3.mysql的悲观锁

用for update实现，sql语句层面是这样：

update table set column='value' for update

这种情况where条件如果涉及到数据库对应的索引字段，会是行级锁，否则会是表锁

实现悲观锁的时候有两种方式：

自行写原生SQL，然后写上for update语句。（方法：findCatalogsForUpdate）

使用@Lock注解，并且设置值为LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE即可代表行级锁。

使用Lock注解例子：

java 复制代码

@Lock(value = LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE) //代表行级锁
    @Query("select a from Catalog a where a.id = :id")

    Optional<Catalog> findCatalogWithPessimisticLock(@Param("id") Long id);

当你使用 @Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE) 注解来加锁查询结果时，查询会获取一个写锁（排他锁）。这意味着在当前事务提交之前，其他事务将无法读取或修改被锁定的行。

缺点：使用Lock加锁，由于mysql执行速度很快，在一台节点上执行完之后会很快释放锁，另外的节点进入时仍然会获取到锁

4.redis分布式锁

java 复制代码

boolean acquired = redisLock.tryLock(LOCK_KEY, lockValue, LOCK_TIMEOUT, TimeUnit.SECONDS); 

if (acquired) {}

这里在使用时为了防止多台节点先后得到锁，可以设置redis自动过期机制：

java 复制代码

 //如果键不存在则新增,存在则不改变已经有的值。(备注：失效时间要大于多台服务器之间的时间差，如果多台服务器时间差大于超时时间，定时任务可能会执行多次)

 Boolean flag = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value, 20, TimeUnit.SECONDS);

if (flag != null && flag) {

 log.info("{} 锁定成功，开始处理业务", key)

            }

5.分布式任务调度框架（quartz\XXL-JOB)

Quartz 是一个开源的任务调度框架，支持以下功能：

简单和复杂的调度：支持简单的时间间隔调度和复杂的 Cron 表达式调度。

持久化：支持将调度信息持久化到数据库中，确保任务在应用重启后依然有效。

集群支持：支持在分布式环境中运行，确保任务在多个节点中只执行一次。

灵活的任务定义：支持定义各种类型的任务，包括无状态和有状态任务。

缺点：使用来说相对需要加的东西较多，需要添加新依赖和新的类：

Quartz 的基本概念

Job：任务接口，定义具体的任务逻辑。

JobDetail：任务详情，包含任务的定义和相关数据。

Trigger：触发器，定义任务的触发时间和频率。

Scheduler：调度器，管理和调度任务。

Quartz 的使用

添加依赖

在 Maven 项目中添加 Quartz 依赖：

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
    <artifactId>quartz</artifactId>
    <version>2.3.2</version>
</dependency>

定义任务

实现 Job 接口，定义具体的任务逻辑：

java 复制代码

import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;

public class MyJob implements Job {
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println("Executing MyJob at " + System.currentTimeMillis());
    }
}

XXL-JOB:

同样需要添加新的依赖，并且要引入xxljob的配置：

xml 复制代码

<dependency>
  <groupId>com.xuxueli</groupId>
  <artifactId>xxl-job-core</artifactId>
  <version>2.3.0</version>
</dependency>

配置：

java 复制代码

@Configuration
public class XxlJobConfig {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(XxlJobConfig.class);
    
    @Value("${xxl.job.admin.addresses}")
    private String adminAddresses;
    @Value("${xxl.job.accessToken}")
    private String accessToken;
    @Value("${xxl.job.executor.appname}")
    private String appname;
    @Value("${xxl.job.executor.address}")
    private String address;
    @Value("${xxl.job.executor.ip}")
    private String ip;
    @Value("${xxl.job.executor.port}")
    private int port;
    @Value("${xxl.job.executor.logpath}")
    private String logPath;
    @Value("${xxl.job.executor.logretentiondays}")
    private int logRetentionDays;
    @Bean
    public XxlJobSpringExecutor xxlJobExecutor() {
        logger.info(">>>>>>>>>>> xxl-job config init.");
        XxlJobSpringExecutor xxlJobSpringExecutor = new XxlJobSpringExecutor();
        xxlJobSpringExecutor.setAdminAddresses(adminAddresses);
        xxlJobSpringExecutor.setAppname(appname);
        xxlJobSpringExecutor.setAddress(address);
        xxlJobSpringExecutor.setIp(ip);
        xxlJobSpringExecutor.setPort(port);
        xxlJobSpringExecutor.setAccessToken(accessToken);
        xxlJobSpringExecutor.setLogPath(logPath);
        xxlJobSpringExecutor.setLogRetentionDays(logRetentionDays);
        return xxlJobSpringExecutor;
    }
}