SpringBoot中定时任务@Scheduled的多线程使用详解

一、@Scheduled注解简介

@Scheduled是Spring框架中的一个注解，它可以用于配置定时任务，使得方法可以按照规定的时间间隔定时执行。在使用该注解时，我们可以指定任务的执行时间、循环周期、并发数等参数，从而实现定时任务的功能。在Spring Boot中，@Scheduled注解可以直接应用于方法上。

二、@Scheduled的多线程机制

在Spring Boot中，@Scheduled注解是基f于Java的ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor实现的。当我们配置了一个定时任务后，Spring Boot会首先创建一个ScheduledThreadPoolExecutor线程池，并将定时任务添加到该线程池中等待执行。然后，在指定的时间到来之后，线程池会为该定时任务分配一个线程来执行。如果该定时任务还未执行完毕，在下一个周期到达时，线程池会为该任务再次分配一个线程来执行。通过这种方式，@Scheduled可以非常方便地实现周期性的定时任务f于Java的ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor实现的。当我们配置了一个定时任务后，Spring Boot会首先创建一个ScheduledThreadPoolExecutor线程池，并将定时任务添加到该线程池中等待执行。然后，在指定的时间到来之后，线程池会为该定时任务分配一个线程来执行。如果该定时任务还未执行完毕，在下一个周期到达时，线程池会为该任务再次分配一个线程来执行。通过这种方式，@Scheduled可以非常方便地实现周期性的定时任务。

三、@Scheduled的多线程问题

虽然@Scheduled注解非常便捷，但是它也存在一些多线程的问题，主要体现在以下两个方面：

1.定时任务未执行完毕时，后续任务可能会受到影响

在使用@Scheduled注解时，我们很容易忽略一个问题：如果定时任务在执行时，下一个周期的任务已经到了，那么后续任务可能会受到影响。例如，我们定义了一个间隔时间为5秒的定时任务A，在第1秒时开始执行，需要执行10秒钟。在第6秒时，定时任务A还没有结束，此时下一个周期的任务B已经开始等待执行。如果此时线程池中没有足够的空闲线程，那么定时任务B就会被阻塞，无法执行。

2.多个定时任务并发执行可能导致资源竞争

在某些情况下，我们可能需要编写多个定时任务，这些定时任务可能涉及到共享资源，例如数据库连接、缓存对象等。当多个定时任务同时执行时，就会存在资源竞争的问题，可能会导致数据错误或者系统崩溃。

四、@Scheduled加入线程池来处理定时任务

为了避免上述问题，可以将@Scheduled任务交给线程池进行处理。在Spring Boot中，可以通过以下两种方式来将@Scheduled任务加入线程池：

1.使用@EnableScheduling + @Configuration配置ThreadPoolTaskScheduler

@Configuration
@EnableScheduling
public class TaskSchedulerConfig {
    @Bean
    public TaskScheduler taskScheduler() {
        ThreadPoolTaskScheduler scheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        scheduler.setPoolSize(10);
        scheduler.initialize();
        return scheduler;
    }
}

在上述代码中，我们通过配置ThreadPoolTaskScheduler来创建一个线程池，并使用@EnableScheduling注解将定时任务开启。其中，setPoolSize方法可以设置线程池的大小，默认为1。

2.使用ThreadPoolTaskExecutor

@Configuration
@EnableScheduling
public class TaskExecutorConfig {
    @Bean
    public ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(10);
        executor.setMaxPoolSize(50);
        executor.setQueueCapacity(1000);
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        executor.setThreadNamePrefix("task-executor-");
        return executor;
    }
}

在上述代码中，我们通过配置ThreadPoolTaskExecutor来创建一个线程池，并使用@EnableScheduling注解将定时任务开启。其中setCorePoolSize、setMaxPoolSize、setQueueCapacity、setKeepAliveSeconds等方法可以用于配置线程池的大小和任务队列等参数。

五、@Scheduled详细分析

在Spring Boot中，@Scheduled注解是基于Java的ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor实现的。当我们配置了一个定时任务后，Spring Boot会首先创建一个ScheduledThreadPoolExecutor线程池，并将定时任务添加到该线程池中等待执行。然后，在指定的时间到来之后，线程池会为该定时任务分配一个线程来执行。如果该定时任务还未执行完毕，在下一个周期到达时，线程池会为该任务再次分配一个线程来执行。通过这种方式，@Scheduled可以非常方便地实现周期性的定时任务。

虽然@Scheduled注解非常便捷，但是它也存在一些多线程的问题，主要体现在以下两个方面：

1. 定时任务未执行完毕时，后续任务可能会受到影响

在使用@Scheduled注解时，我们很容易忽略一个问题：如果定时任务在执行时，下一个周期的任务已经到了，那么后续任务可能会受到影响。例如，我们定义了一个间隔时间为5秒的定时任务A，在第1秒时开始执行，需要执行10秒钟。在第6秒时，定时任务A还没有结束，此时下一个周期的任务B已经开始等待执行。如果此时线程池中没有足够的空闲线程，那么定时任务B就会被阻塞，无法执行。

解决方案：

针对上述问题，我们可以采用以下两种方案来解决：

方案一：修改线程池大小

为了避免因为线程池中线程数量不足引起的问题，我们可以对线程池进行配置，提高线程池的大小，从而确保有足够的空闲线程来处理定时任务。

例如，我们可以在application.properties或application.yml或者使用@EnableScheduling + @Configuration来配置线程池大小：

spring.task.scheduling.pool.size=20

2. 多个定时任务并发执行可能导致资源竞争

在某些情况下，我们可能需要编写多个定时任务，这些定时任务可能涉及到共享资源，例如数据库连接、缓存对象等。当多个定时任务同时执行时，就会存在资源竞争的问题，可能会导致数据错误或者系统崩溃。

解决方案：

为了避免由于多个定时任务并发执行导致的资源竞争问题，我们可以采用以下两种方案来解决：

方案一：使用锁机制

锁机制是一种常见的解决多线程并发访问共享资源的方式。在Java中，我们可以使用synchronized关键字或者Lock接口来实现锁机制。

例如，下面是一个使用synchronized关键字实现锁机制的示例：

private static Object lockObj = new Object();

@Scheduled(fixedDelay = 1000)
public void doSomething(){
    synchronized(lockObj){
        // 定时任务要执行的内容
    }
}

在上述代码中，我们定义了一个静态对象lockObj，用来保护共享资源。在定时任务执行时，我们使用synchronized关键字对lockObj进行加锁，从而确保多个定时任务不能同时访问共享资源。

方案二：使用分布式锁

除了使用传统的锁机制外，还可以使用分布式锁来解决资源竞争问题。分布式锁是一种基于分布式系统的锁机制，它可以不依赖于单个JVM实例，从而能够保证多个定时任务之间的资源访问不会冲突。

在Java开发中，我们可以使用ZooKeeper、Redis等分布式系统来实现分布式锁机制。例如，使用Redis实现分布式锁的示例代码如下：

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

@Scheduled(fixedDelay = 1000)
public void doSomething(){
    String lockKey = "lock:key";
    String value = UUID.randomUUID().toString();
    Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, value, 5L, TimeUnit.SECONDS);
    if(result){
        try{
            // 定时任务要执行的内容
        }finally{
            redisTemplate.delete(lockKey);
        }
    }
}

在上述代码中，我们使用Redis实现了分布式锁机制。具体而言，我们在定时任务执行时，首先向Redis中写入一个键值对，然后检查是否成功写入。如果成功写入，则表示当前定时任务获得了锁，可以执行接下来的操作。在定时任务执行完毕后，我们再从Redis中删除该键值对，释放锁资源。

六、总结

通过以上的分析，我们可以了解到：虽然@Scheduled注解能够非常方便地实现定时任务的功能，但是它也存在一些多线程的问题。为此，需要注意到这些问题，并采取相应的措施来避免它们的出现。在实际开发中，可以结合使用线程池、异步线程池、锁机制、分布式锁等方式，达到最佳的效果。

到此这篇关于SpringBoot中定时任务@Scheduled的多线程使用详解的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot定时任务@Scheduled内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

最新评论