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資訊專欄INFORMATION COLUMN

Spring中的線程池和定時任務(wù)功能

xeblog / 2039人閱讀

摘要:同時使用框架自己定義的抽象接口來屏蔽掉底層版本間以及中的線程池和定時任務(wù)處理的差異。配置文件如下所示完成配置后即可使用此線程池。

1.功能介紹

Spring框架提供了線程池和定時任務(wù)執(zhí)行的抽象接口:TaskExecutor和TaskScheduler來支持異步執(zhí)行任務(wù)和定時執(zhí)行任務(wù)功能。同時使用框架自己定義的抽象接口來屏蔽掉底層JDK版本間以及Java EE中的線程池和定時任務(wù)處理的差異。
另外Spring還支持集成JDK內(nèi)部的定時器Timer和Quartz Scheduler框架。

2.線程池的抽象:TaskExecutor

TaskExecutor涉及到的相關(guān)類圖如下:

TaskExecutor接口源代碼如下所示:

public interface TaskExecutor extends Executor {

    /**
     * Execute the given {@code task}.
     * 

The call might return immediately if the implementation uses * an asynchronous execution strategy, or might block in the case * of synchronous execution. * @param task the {@code Runnable} to execute (never {@code null}) * @throws TaskRejectedException if the given task was not accepted */ @Override void execute(Runnable task); }

此接口和Executor幾乎完全一樣,只定義了一個接收Runnable參數(shù)的方法,據(jù)Spring官方介紹此接口最初是為了在其他組建中使用線程時,將JKD抽離出來而設(shè)計的。在Spring的一些其他組件中比如ApplicationEventMulticaster,Quartz都是使用TaskExecutor來作為線程池的抽象的。

3.Spring提供的TaskExecutor的實現(xiàn)類
org.springframework.core.task.SimpleAsyncTaskExecutor

此實現(xiàn)支持任務(wù)的異步執(zhí)行,但是此實現(xiàn)沒有線程的復(fù)用,每次執(zhí)行一個提交的任務(wù)時候都會新建一個線程,任務(wù)執(zhí)行完成后會將線程關(guān)閉,最大并發(fā)數(shù)默認(rèn)是沒有限制的,但是可以通過調(diào)用下面的方法來設(shè)置最大并發(fā)數(shù)。一般使用線程池來代替此實現(xiàn),特別是執(zhí)行一些生命周期很短的任務(wù)的時候。

public void setConcurrencyLimit(int concurrencyLimit) {
        this.concurrencyThrottle.setConcurrencyLimit(concurrencyLimit);
    }

Spring還提供了同步任務(wù)執(zhí)行的實現(xiàn)類:

  org.springframework.core.task.SyncTaskExecutor

此類中只有一個方法,代碼如下:

@Override
    public void execute(Runnable task) {
        Assert.notNull(task, "Runnable must not be null");
        task.run();
    }

此方法中直接調(diào)用傳入的Runable對象的run方法,因此在執(zhí)行此方法的時候不會另外開啟新的線程,只是普通的方法調(diào)用,同步執(zhí)行提交的Runable對象。
Spring有兩個線程池的實現(xiàn)類,分別為:SimpleThreadPoolTaskExecutor和ThreadPoolTaskExecutor,其中當(dāng)我們有Quarts和非Quarts共享同一個線程池的需求的時候使用SimpleThreadPoolTaskExecutor,除了這種情況,我們一般是使用
ThreadPoolTaskExecutor,此實現(xiàn)可以通過屬性注入來配置線程池的相關(guān)配置。 ThreadPoolTaskExecutor中屬性注入的源碼如下:此配置可以在運行期修改,代碼中修改過程使用了同步控制。

/**
 * Set the ThreadPoolExecutor"s core pool size.
 * Default is 1.
 * 

This setting can be modified at runtime, for example through JMX. */ public void setCorePoolSize(int corePoolSize) { synchronized (this.poolSizeMonitor) { this.corePoolSize = corePoolSize; if (this.threadPoolExecutor != null) { this.threadPoolExecutor.setCorePoolSize(corePoolSize); } } }

4.TaskExecutor使用Demo

首先定義一個任務(wù)如下所示:

public class DataSimulation implements Runnable{

  private HourAverageValueDao hourAverageValueDao;

  @Override
  public void run() {

      Random random = new Random();
      AverageValue averageValue = new AverageValue();
      averageValue.setAverageVaule(random.nextInt(100));
      averageValue.setCreatedTime(new Date());
      hourAverageValueDao.insert(averageValue);

  }
}

此任務(wù)中產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù),并封裝成一個類對象,并將此數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫中。
然后需要定一個類,使用TaskExecutor,代碼如下:

public class DataFacotory {

    private TaskExecutor executor;

    public TaskExecutor getExecutor() {
        return executor;
    }

    public void setExecutor(TaskExecutor executor) {
        this.executor = executor;
    }

    public void dataFactory(){

        for (int i =0; i < 10; i++){
            executor.execute(new DataSimulation());
        }
    }
}

此類中定義了TaskExecutor的屬性,并定一個方法,此方法中提交10個任務(wù)到TaskExecutor,下面只需配置Spring文件,注入TaskExecutor就可以實現(xiàn)線程池的使用。配置文件如下所示:


      
      
      
  

完成配置后即可使用此線程池。Spring提供的線程池可以通過配置文件配置線程池的配置,相比JDk自帶的線程池是一個很大的優(yōu)勢。

5.為什么使用線程池

1.通過使用線程池來實現(xiàn)線程的復(fù)用,減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷
2.將執(zhí)行線程的任務(wù)交給線程池來操作,一定意義上實現(xiàn)了解耦
3.使用線程池可以控制任務(wù)的最大并發(fā)數(shù)目,這個在防止內(nèi)存溢出以及并發(fā)優(yōu)化方面有很重要的作用。

6.定時任務(wù)抽象類:TaskScheduler

TaskScheduler接口源代碼如下:

public interface TaskScheduler {
  //通過觸發(fā)器來決定task是否執(zhí)行
ScheduledFuture schedule(Runnable task, Trigger trigger);
//在starttime的時候執(zhí)行一次
ScheduledFuture schedule(Runnable task, Date startTime);
從starttime開始每個period時間段執(zhí)行一次task
ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, Date startTime, long period);
每隔period執(zhí)行一次
ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, long period);
從startTime開始每隔delay長時間執(zhí)行一次
ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Date startTime, long delay);
每隔delay時間執(zhí)行一次
ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, long delay);

}

指定開始時間的接口,如果時間已經(jīng)是過去的某一時間點,則此任務(wù)會馬上執(zhí)行一次。以上幾種執(zhí)行方式傳入Trigger的方式是用的最多的,Trigger接口中只定義了一個方法:

Date nextExecutionTime(TriggerContext triggerContext);

其中參數(shù)類型TriggerContext的定義如下:

public interface TriggerContext {

  /**
   * Return the last scheduled execution time of the task,
   * or {@code null} if not scheduled before.
   */
  Date lastScheduledExecutionTime();

  /**
   * Return the last actual execution time of the task,
   * or {@code null} if not scheduled before.
   */
  Date lastActualExecutionTime();

  /**
   * Return the last completion time of the task,
   * or {@code null} if not scheduled before.
   */
  Date lastCompletionTime();

}

提供了獲取上一次任務(wù)執(zhí)行信息的接口。我們通過實現(xiàn)Trigger接口可以實現(xiàn)自定義觸發(fā)器來執(zhí)行執(zhí)行task。當(dāng)然Spring也提供了兩個默認(rèn)的實現(xiàn)類:PeriodicTrigger和CronTrigger。

7.TaskScheduler定時任務(wù)Demo

首先在Spring配置文件中啟用注解配置如下:

 //指定scheduler屬性是可選項,不添加也可以正常使用

然后創(chuàng)建service,并在service中使用@Scheduled注解創(chuàng)建定時任務(wù),代碼如下:

@Component
public class SchedulerPoolTest {

  @Scheduled(cron = "0 * * * * ?")
  public void task1(){
      System.out.println("test");
      Thread thread =  Thread.currentThread();
      System.out.println("ThreadName:" + thread.getName() + ",id:" + thread.getId() + ",group:" + thread.getThreadGroup());

  }

  @Scheduled(fixedDelay = 5000)
  public void task2(){
      System.out.println("test");
      Thread thread =  Thread.currentThread();
      System.out.println("ThreadName:" + thread.getName() + ",id:" + thread.getId() + ",group:" + thread.getThreadGroup());

  }

}

只是添加以上內(nèi)容可能還不能正常執(zhí)行task,還需要注意以下兩點:

1.必須將SchedulerPoolTest類包含在spring所掃描的包里面
配置如下:


2.需要在web.xml中添加spring配置文件的監(jiān)聽器,代碼如下:


 contextConfigLocation
 classpath*:spring-task.xml
 

 
   org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
 

添加以上內(nèi)容后,啟動服務(wù)器,將會定時執(zhí)行任務(wù)。

8.Cron表達(dá)式

Cron表達(dá)式由6個字符串組成,每個字符串分別代表:

{秒} {分} {時} {日} {月} {周}

其中每個字符串所允許的取值范圍為:

字段名                 允許的值                        允許的特殊字符  
秒                    0-59                            , - * /  
分                    0-59                            , - * /  
小時                  0-23                            , - * /  
日                    1-31                            , - * ? / L W C  
月                    1-12 or JAN-DEC                 , - * /  
周幾                  1-7 or SUN-SAT                   , - * ? / L C #

常用的Cron表達(dá)式:

"0 10,44 14 ? 3 WED" 每年三月的星期三的下午2:10和2:44觸發(fā)
"0 0/5 14,18 * * ?" 在每天下午2點到2:55期間和下午6點到6:55期間的每5分鐘觸發(fā)
"15-30/5 * * * * ?" 每分鐘的15秒到30秒之間開始觸發(fā),每隔5秒觸發(fā)一次
"0 15 10 ? * 5#3" 每個月第三周的星期四的10點15分0秒觸發(fā)任務(wù)

注:問號是用于避免日和周的設(shè)定由沖突而用的,當(dāng)其中一個設(shè)置了具體的值,另外一個必須使用?。另外推薦一個Cron表達(dá)式生成的鏈接:http://www.cronmaker.com/

9.@Async注解

Async注解提供了異步調(diào)用方法的功能,當(dāng)調(diào)用由此注解的方法的時候方法調(diào)用者會馬上返回而不會等待調(diào)用的方法執(zhí)行完成,被調(diào)用的方法會從線程池中分配一個線程來執(zhí)行此方法。

10.Spring定時任務(wù)中并發(fā)執(zhí)行的問題

同一個任務(wù),當(dāng)上一個任務(wù)沒有執(zhí)行完成的時候,新的任務(wù)不會執(zhí)行。
不同任務(wù)的情況下:TODO...

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