编辑“︁Spring任务调度”︁

= Spring任务调度 =

'''Spring任务调度'''是Spring框架提供的一种机制，用于在应用程序中安排和管理定时任务的执行。它允许开发者以声明式或编程式的方式配置任务的执行时间、频率和并发控制，适用于后台作业、数据同步、报表生成等场景。

== 核心概念 ==

=== 任务调度模型 ===
Spring的任务调度主要基于以下两种模型：
* '''固定延迟调度'''：任务在上一次执行'''完成后'''，经过固定延迟时间再次执行
* '''固定速率调度'''：任务以固定的时间间隔执行，无论前一次任务是否完成

<mermaid>
graph LR
    A[任务开始] --> B{调度类型}
    B -->|固定延迟| C[等待固定延迟]
    B -->|固定速率| D[到达固定间隔]
    C --> E[执行任务]
    D --> E
    E --> B
</mermaid>

=== 主要组件 ===
* '''TaskScheduler'''：调度策略的抽象接口
* '''Trigger'''：决定任务执行时间的策略接口
* '''@Scheduled'''：声明定时任务的注解

== 基础用法 ==

=== 启用调度支持 ===
首先需要在配置类上添加@EnableScheduling注解：

<syntaxhighlight lang="java">
@Configuration
@EnableScheduling
public class AppConfig {
    // 配置类内容
}
</syntaxhighlight>

=== 简单定时任务示例 ===
使用@Scheduled注解创建每分钟执行的任务：

<syntaxhighlight lang="java">
@Component
public class ScheduledTasks {
    
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ScheduledTasks.class);
    
    @Scheduled(fixedRate = 60000)
    public void reportCurrentTime() {
        log.info("当前时间: {}", LocalDateTime.now());
    }
}
</syntaxhighlight>

'''输出示例：'''
<pre>
2023-05-15 14:00:00.001 INFO  - 当前时间: 2023-05-15T14:00:00
2023-05-15 14:01:00.002 INFO  - 当前时间: 2023-05-15T14:01:00
</pre>

== 高级配置 ==

=== Cron表达式 ===
Spring支持使用Unix风格的cron表达式进行精细调度：

<syntaxhighlight lang="java">
@Scheduled(cron = "0 15 10 ? * MON-FRI")
public void weekdayMorningTask() {
    // 每周一到周五上午10:15执行
}
</syntaxhighlight>

常见的cron表达式模式：
* <code>0 0 * * * *</code> - 每小时开始
* <code>0 */10 * * * *</code> - 每10分钟
* <code>0 0 8-10 * * *</code> - 每天8,9,10点

=== 异步任务调度 ===
结合@Async实现异步执行：

<syntaxhighlight lang="java">
@Scheduled(fixedDelay = 5000)
@Async
public void asyncTask() {
    // 这个任务将在单独的线程中执行
}
</syntaxhighlight>

=== 动态调度 ===
通过实现SchedulingConfigurer接口实现动态调度：

<syntaxhighlight lang="java">
@Configuration
@EnableScheduling
public class DynamicSchedulingConfig implements SchedulingConfigurer {
    
    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
        taskRegistrar.addTriggerTask(
            () -> System.out.println("动态任务执行于: " + new Date()),
            triggerContext -> {
                // 这里可以动态计算下次执行时间
                return new CronTrigger("0 0/5 * * * ?").nextExecutionTime(triggerContext);
            }
        );
    }
}
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==

=== 电商库存预警系统 ===
每天凌晨检查库存水平并发送预警邮件：

<syntaxhighlight lang="java">
@Service
public class InventoryCheckService {
    
    @Autowired
    private EmailService emailService;
    
    @Scheduled(cron = "0 0 3 * * ?") // 每天凌晨3点
    public void checkInventoryLevels() {
        List<Product> lowStockProducts = productRepository.findLowStockProducts();
        if (!lowStockProducts.isEmpty()) {
            emailService.sendInventoryAlert(lowStockProducts);
        }
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 数据缓存刷新 ===
每30分钟刷新一次热门商品缓存：

<syntaxhighlight lang="java">
@CacheEvict(value = "hotProducts", allEntries = true)
@Scheduled(fixedRate = 30 * 60 * 1000)
public void refreshHotProductsCache() {
    // 缓存会自动清空，下次访问时会重新加载
}
</syntaxhighlight>

== 性能考量 ==

当设计任务调度系统时，需要考虑以下因素：
* '''线程池配置'''：默认使用单线程执行器
* '''任务执行时间'''：避免长时间运行的任务阻塞其他任务
* '''错误处理'''：实现适当的错误恢复机制

配置自定义线程池示例：

<syntaxhighlight lang="java">
@Bean(destroyMethod = "shutdown")
public Executor taskScheduler() {
    return Executors.newScheduledThreadPool(10);
}
</syntaxhighlight>

== 数学表达式 ==

对于固定速率调度，任务执行间隔可以用数学公式表示：
<math>t_{n} = t_{0} + n \times period</math>
其中：
* <math>t_{n}</math>是第n次执行时间
* <math>t_{0}</math>是初始执行时间
* <math>period</math>是固定间隔

== 最佳实践 ==

1. 为每个任务添加详细的日志记录
2. 考虑使用分布式锁防止多实例重复执行
3. 监控任务执行时间和成功率
4. 为关键任务实现重试机制
5. 避免在任务中执行长时间阻塞操作

== 常见问题 ==

'''Q: 如何防止任务重叠执行？'''
A: 使用@Scheduled的fixedDelay而不是fixedRate，或者添加同步锁。

'''Q: 如何在运行时动态修改调度配置？'''
A: 使用ScheduledTaskRegistrar和自定义Trigger实现。

'''Q: 如何测试定时任务？'''
A: 使用Spring的测试支持，或模拟时间推进进行测试。

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