[Java实战]Spring Boot 定时任务（十五）

[Java实战]Spring Boot 定时任务（十五）

一、定时任务的应用场景

1. 数据同步：每日凌晨同步第三方数据
2. 状态检查：每5分钟扫描订单超时未支付
3. 资源清理：每小时清理临时文件
4. 报表生成：每月1号生成财务统计报表
5. 通知推送：每天9点发送生日祝福短信

二、Spring Boot 定时任务的 3 种实现方式

1. 基于 @Scheduled 注解（推荐）

核心注解：

• @EnableScheduling：启动类启用定时任务
• @Scheduled：定义任务执行规则

示例代码：

import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class OrderTimeoutTask {

    // 每5分钟执行（支持cron、fixedRate、fixedDelay）
    @Scheduled(cron = "0 */5 * * * ?")
    public void checkUnpaidOrders() {
        // 查询超时订单逻辑
        System.out.println("执行订单超时检查: " + new Date());
    }

    // 固定间隔3秒（上次结束后间隔）
    @Scheduled(fixedDelay = 3000)
    public void cleanupTempFiles() {
        // 清理临时文件
    }

    // 固定频率2秒（无视执行时长）
    @Scheduled(fixedRate = 2000)
    public void heartbeatCheck() {
        // 服务心跳检测
    }
}

Cron 表达式详解：

字段	秒	分	时	日	月	周	年（可选）
值	0-59	0-59	0-23	1-31	1-12	1-7 (或 SUN-SAT)	1970-2099

常用表达式示例：

• 0 0 2 * * ?：每天凌晨2点
• 0 0/30 9-17 * * MON-FRI：工作日9点到17点每30分钟
• 0 15 10 L * ?：每月最后一天10:15

2. 动态定时任务（数据库驱动）

适用场景 ：需要运行时调整执行周期
实现步骤：

1. 创建任务配置表

CREATE TABLE task_config (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    task_name VARCHAR(50) UNIQUE,
    cron_expression VARCHAR(20),
    enabled BOOLEAN
);

2. 实现动态任务注册

@Component
public class DynamicTask implements SchedulingConfigurer {

    @Autowired
    private TaskConfigRepository repository;

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
        List<TaskConfig> tasks = repository.findEnabledTasks();
        tasks.forEach(config -> 
            taskRegistrar.addCronTask(
                () -> executeTask(config.getTaskName()),
                config.getCronExpression()
            )
        );
    }

    private void executeTask(String taskName) {
        // 根据任务名称执行逻辑
    }
}

3. 整合 Quartz 框架（分布式支持）

优势 ：支持持久化、集群、动态调度
实现步骤：

1. 添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
</dependency>

2. 定义 Job 类

public class EmailJob extends QuartzJobBean {
    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext context) {
        // 发送邮件逻辑
    }
}

3. 配置触发器与调度器

@Configuration
public class QuartzConfig {

    @Bean
    public JobDetail emailJobDetail() {
        return JobBuilder.newJob(EmailJob.class)
                .withIdentity("emailJob")
                .storeDurably()
                .build();
    }

    @Bean
    public Trigger emailJobTrigger() {
        CronScheduleBuilder schedule = CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 0 9 * * ?");
        return TriggerBuilder.newTrigger()
                .forJob(emailJobDetail())
                .withIdentity("emailTrigger")
                .withSchedule(schedule)
                .build();
    }
}

三、高级配置与最佳实践

1. 线程池优化

默认问题 ：所有任务共享单线程
自定义线程池：

@Configuration
public class SchedulerConfig implements SchedulingConfigurer {

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar registrar) {
        ThreadPoolTaskScheduler threadPool = new ThreadPoolTaskScheduler();
        threadPool.setPoolSize(5);
        threadPool.setThreadNamePrefix("scheduled-task-");
        threadPool.initialize();
        registrar.setTaskScheduler(threadPool);
    }
}

2. 分布式锁防重复执行

Redisson 实现示例：

@Scheduled(cron = "0 0 2 * * ?")
public void generateDailyReport() {
    RLock lock = redissonClient.getLock("reportLock");
    try {
        if (lock.tryLock(0, 30, TimeUnit.SECONDS)) {
            // 执行报表生成
        }
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

3. 任务监控与健康检查

暴露执行指标：

@Bean
public MeterRegistryCustomizer<MeterRegistry> metricsCommonTags() {
    return registry -> registry.config().commonTags("application", "task-monitor");
}

// 在任务中记录指标
@Scheduled(fixedRate = 5000)
public void recordMetrics() {
    Metrics.counter("tasks.executed").increment();
}

四、常见问题排查

1. 任务未执行

   • 检查是否添加 @EnableScheduling
   • 确认 @Component 或 @Service 注解生效
   • 查看日志中是否有异常抛出

2. 任务重复执行（分布式环境）

   • 使用数据库乐观锁或 Redis 分布式锁
   • 开启 Quartz 集群模式

3. 任务执行时间过长

   • 配置 @Async 异步执行

   @Async("taskExecutor")
   @Scheduled(fixedRate = 5000)
   public void processData() { /* 长时间任务 */ }

五、Spring Boot 定时任务 vs 其他方案

方案	优点	缺点
@Scheduled	简单易用、零配置	不支持动态调整、无持久化
Quartz	功能强大、支持分布式	配置复杂、依赖数据库
XXL-JOB	可视化调度、报警完善	需要独立部署调度中心
Elastic Job	弹性扩容、数据分片	学习成本高

六、总结

Spring Boot 通过 @Scheduled 提供了轻量级定时任务支持，适合单机简单场景。对于复杂需求，可结合 Quartz 或选用分布式任务调度框架（如 XXL-JOB）。关键是根据业务规模选择合适方案，并注意线程安全、幂等性、可观测性等生产级要求。

附录：

• Spring Scheduling 官方文档
• Cron 表达式生成工具
• Quartz 集群配置指南

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