java三种经典的比对方法_几种任务调度的 Java 实现方法与比较

综观目前的 Web 应用，多数应用都具备任务调度的功能。本文由浅入深介绍了几种任务调度的 Java 实现方法，包括 Timer，Scheduler, Quartz 以及 JCron Tab，并对其优缺点进行比较，目的在于给需要开发任务调度的程序员提供有价值的参考。

前言

任务调度是指基于给定时间点，给定时间间隔或者给定执行次数自动执行任务。本文由浅入深介绍四种任务调度的 Java 实现：

Timer

ScheduledExecutor

开源工具包 Quartz

开源工具包 JCronTab

此外，为结合实现复杂的任务调度，本文还将介绍 Calendar 的一些使用方法。

Timer

相信大家都已经非常熟悉 java.util.Timer 了，它是最简单的一种实现任务调度的方法，下面给出一个具体的例子：

1 packagecom.ibm.scheduler;2 importjava.util.Timer;3 importjava.util.TimerTask;4

5 public class TimerTest extendsTimerTask {6

7 private String jobName = "";8

9 publicTimerTest(String jobName) {10 super();11 this.jobName =jobName;12 }13

14 @Override15 public voidrun() {16 System.out.println("execute " +jobName);17 }18

19 public static voidmain(String[] args) {20 Timer timer = newTimer();21 long delay1 = 1 * 1000;22 long period1 = 1000;23 //从现在开始 1 秒钟之后，每隔 1 秒钟执行一次 job1

24 timer.schedule(new TimerTest("job1"), delay1, period1);25 long delay2 = 2 * 1000;26 long period2 = 2000;27 //从现在开始 2 秒钟之后，每隔 2 秒钟执行一次 job2

28 timer.schedule(new TimerTest("job2"), delay2, period2);29 }30 }31 /**

32 输出结果:33 execute job134 execute job135 execute job236 execute job137 execute job138 execute job239 */

使用 Timer 实现任务调度的核心类是 Timer 和 TimerTask。其中 Timer 负责设定 TimerTask 的起始与间隔执行时间。使用者只需要创建一个 TimerTask 的继承类，实现自己的 run 方法，然后将其丢给 Timer 去执行即可。

Timer 的设计核心是一个 TaskList 和一个 TaskThread。Timer 将接收到的任务丢到自己的 TaskList 中，TaskList 按照 Task 的最初执行时间进行排序。TimerThread 在创建 Timer 时会启动成为一个守护线程。这个线程会轮询所有任务，找到一个最近要执行的任务，然后休眠，当到达最近要执行任务的开始时间点，TimerThread 被唤醒并执行该任务。之后 TimerThread 更新最近一个要执行的任务，继续休眠。

Timer 的优点在于简单易用，但由于所有任务都是由同一个线程来调度，因此所有任务都是串行执行的，同一时间只能有一个任务在执行，前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。

ScheduledExecutor

鉴于 Timer 的上述缺陷，Java 5 推出了基于线程池设计的 ScheduledExecutor。其设计思想是，每一个被调度的任务都会由线程池中一个线程去执行，因此任务是并发执行的，相互之间不会受到干扰。需 要注意的是，只有当任务的执行时间到来时，ScheduedExecutor 才会真正启动一个线程，其余时间 ScheduledExecutor 都是在轮询任务的状态。

1 packagecom.ibm.scheduler;2 importjava.util.concurrent.Executors;3 importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService;4 importjava.util.concurrent.TimeUnit;5

6 public class ScheduledExecutorTest implementsRunnable {7 private String jobName = "";8

9 publicScheduledExecutorTest(String jobName) {10 super();11 this.jobName =jobName;12 }13

14 @Override15 public voidrun() {16 System.out.println("execute " +jobName);17 }18

19 public static voidmain(String[] args) {20 ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);21

22 long initialDelay1 = 1;23 long period1 = 1;24 //从现在开始1秒钟之后，每隔1秒钟执行一次job1

25 service.scheduleAtFixedRate(26 new ScheduledExecutorTest("job1"), initialDelay1,27 period1, TimeUnit.SECONDS);28

29 long initialDelay2 = 1;30 long delay2 = 1;31 //从现在开始2秒钟之后，每隔2秒钟执行一次job2

32 service.scheduleWithFixedDelay(33 new ScheduledExecutorTest("job2"), initialDelay2,34 delay2, TimeUnit.SECONDS);35 }36 }37 /**

38 输出结果:39 execute job140 execute job141 execute job242 execute job143 execute job144 execute job245 */

上面代码展示了 ScheduledExecutorService 中两种最常用的调度方法 ScheduleAtFixedRate 和 ScheduleWithFixedDelay。ScheduleAtFixedRate 每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔，即每次执行时间为 :initialDelay, initialDelay+period, initialDelay+2*period, …；ScheduleWithFixedDelay 每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔，即每次执行时间为：initialDelay, initialDelay+executeTime+delay, initialDelay+2*executeTime+2*delay。由此可见，ScheduleAtFixedRate 是基于固定时间间隔进行任务调度，ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短，是基于不固定时间间隔进行任务调度。

用 ScheduledExecutor 和 Calendar 实现复杂任务调度

Timer 和 ScheduledExecutor 都仅能提供基于开始时间与重复间隔的任务调度，不能胜任更加复杂的调度需求。比如，设置每星期二的 16:38:10 执行任务。该功能使用 Timer 和 ScheduledExecutor 都不能直接实现，但我们可以借助 Calendar 间接实现该功能。

1 packagecom.ibm.scheduler;2

3 importjava.util.Calendar;4 importjava.util.Date;5 importjava.util.TimerTask;6 importjava.util.concurrent.Executors;7 importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService;8 importjava.util.concurrent.TimeUnit;9

10 public class ScheduledExceutorTest2 extendsTimerTask {11

12 private String jobName = "";13

14 publicScheduledExceutorTest2(String jobName) {15 super();16 this.jobName =jobName;17 }18

19 @Override20 public voidrun() {21 System.out.println("Date = "+new Date()+", execute " +jobName);22 }23

24 /**

25 * 计算从当前时间currentDate开始，满足条件dayOfWeek, hourOfDay,26 * minuteOfHour, secondOfMinite的最近时间27 *@return

28 */

29 public Calendar getEarliestDate(Calendar currentDate, intdayOfWeek,30 int hourOfDay, int minuteOfHour, intsecondOfMinite) {31 //计算当前时间的WEEK_OF_YEAR,DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE,SECOND等各个字段值

32 int currentWeekOfYear =currentDate.get(Calendar.WEEK_OF_YEAR);33 int currentDayOfWeek =currentDate.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);34 int currentHour =currentDate.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);35 int currentMinute =currentDate.get(Calendar.MINUTE);36 int currentSecond =currentDate.get(Calendar.SECOND);37

38 //如果输入条件中的dayOfWeek小于当前日期的dayOfWeek,则WEEK_OF_YEAR需要推迟一周

39 boolean weekLater = false;40 if (dayOfWeek

46 if (hourOfDay

52 if (minuteOfHour

59 if (secondOfMinite

67 currentDate.set(Calendar.WEEK_OF_YEAR, currentWeekOfYear + 1);68 }69 //设置当前日期中的DAY_OF_WEEK,HOUR_OF_DAY,MINUTE,SECOND为输入条件中的值。

70 currentDate.set(Calendar.DAY_OF_WEEK, dayOfWeek);71 currentDate.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, hourOfDay);72 currentDate.set(Calendar.MINUTE, minuteOfHour);73 currentDate.set(Calendar.SECOND, secondOfMinite);74 returncurrentDate;75

76 }77

78 public static void main(String[] args) throwsException {79

80 ScheduledExceutorTest2 test = new ScheduledExceutorTest2("job1");81 //获取当前时间

82 Calendar currentDate =Calendar.getInstance();83 long currentDateLong =currentDate.getTime().getTime();84 System.out.println("Current Date = " +currentDate.getTime().toString());85 //计算满足条件的最近一次执行时间

86 Calendar earliestDate =test87 .getEarliestDate(currentDate, 3, 16, 38, 10);88 long earliestDateLong =earliestDate.getTime().getTime();89 System.out.println("Earliest Date = "

90 +earliestDate.getTime().toString());91 //计算从当前时间到最近一次执行时间的时间间隔

92 long delay = earliestDateLong -currentDateLong;93 //计算执行周期为一星期

94 long period = 7 * 24 * 60 * 60 * 1000;95 ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);96 //从现在开始delay毫秒之后，每隔一星期执行一次job1

97 service.scheduleAtFixedRate(test, delay, period,98 TimeUnit.MILLISECONDS);99

100 }101 }102 /**

103 输出结果:104 Current Date = Wed Feb 02 17:32:01 CST 2011105 Earliest Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011106 Date = Tue Feb 8 16:38:10 CST 2011, execute job1107 Date = Tue Feb 15 16:38:10 CST 2011, execute job1108 */

清单 3 实现了每星期二 16:38:10 调度任务的功能。其核心在于根据当前时间推算出最近一个星期二 16:38:10 的绝对时间，然后计算与当前时间的时间差，作为调用 ScheduledExceutor 函数的参数。计算最近时间要用到 java.util.calendar 的功能。首先需要解释 calendar 的一些设计思想。Calendar 有以下几种唯一标识一个日期的组合方式：

YEAR + MONTH +DAY_OF_MONTH

YEAR+ MONTH + WEEK_OF_MONTH +DAY_OF_WEEK

YEAR+ MONTH + DAY_OF_WEEK_IN_MONTH +DAY_OF_WEEK

YEAR+DAY_OF_YEAR

YEAR+ DAY_OF_WEEK + WEEK_OF_YEAR

上述组合分别加上 HOUR_OF_DAY + MINUTE + SECOND 即为一个完整的时间标识。本例采用了最后一种组合方式。输入为 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 以及当前日期 , 输出为一个满足 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 并且距离当前日期最近的未来日期。计算的原则是从输入的 DAY_OF_WEEK 开始比较，如果小于当前日期的 DAY_OF_WEEK，则需要向 WEEK_OF_YEAR 进一， 即将当前日期中的 WEEK_OF_YEAR 加一并覆盖旧值；如果等于当前的 DAY_OF_WEEK, 则继续比较 HOUR_OF_DAY；如果大于当前的 DAY_OF_WEEK，则直接调用 java.util.calenda 的 calendar.set(field, value) 函数将当前日期的 DAY_OF_WEEK, HOUR_OF_DAY, MINUTE, SECOND 赋值为输入值，依次类推，直到比较至 SECOND。读者可以根据输入需求选择不同的组合方式来计算最近执行时间。

可以看出，用上述方法实现该任务调度比较麻烦，这就需要一个更加完善的任务调度框架来解决这些复杂的调度问题。幸运的是，开源工具包 Quartz 与 JCronTab 提供了这方面强大的支持。

Quartz

Quartz 可以满足更多更复杂的调度需求，首先让我们看看如何用 Quartz 实现每星期二 16:38 的调度安排：

1 packagecom.ibm.scheduler;2 importjava.util.Date;3

4 importorg.quartz.Job;5 importorg.quartz.JobDetail;6 importorg.quartz.JobExecutionContext;7 importorg.quartz.JobExecutionException;8 importorg.quartz.Scheduler;9 importorg.quartz.SchedulerFactory;10 importorg.quartz.Trigger;11 importorg.quartz.helpers.TriggerUtils;12

13 public class QuartzTest implementsJob {14

15 @Override16 //该方法实现需要执行的任务

17 public void execute(JobExecutionContext arg0) throwsJobExecutionException {18 System.out.println("Generating report - "

19 + arg0.getJobDetail().getFullName() + ", type ="

20 + arg0.getJobDetail().getJobDataMap().get("type"));21 System.out.println(newDate().toString());22 }23 public static voidmain(String[] args) {24 try{25 //创建一个Scheduler

26 SchedulerFactory schedFact =

27 neworg.quartz.impl.StdSchedulerFactory();28 Scheduler sched =schedFact.getScheduler();29 sched.start();30 //创建一个JobDetail，指明name，groupname，以及具体的Job类名，31 //该Job负责定义需要执行任务

32 JobDetail jobDetail = new JobDetail("myJob", "myJobGroup",33 QuartzTest.class);34 jobDetail.getJobDataMap().put("type", "FULL");35 //创建一个每周触发的Trigger，指明星期几几点几分执行

36 Trigger trigger = TriggerUtils.makeWeeklyTrigger(3, 16, 38);37 trigger.setGroup("myTriggerGroup");38 //从当前时间的下一秒开始执行

39 trigger.setStartTime(TriggerUtils.getEvenSecondDate(newDate()));40 //指明trigger的name

41 trigger.setName("myTrigger");42 //用scheduler将JobDetail与Trigger关联在一起，开始调度任务

43 sched.scheduleJob(jobDetail, trigger);44

45 } catch(Exception e) {46 e.printStackTrace();47 }48 }49 }50 /**

51 输出结果:52 Generating report - myJobGroup.myJob, type =FULL53 Tue Feb 8 16:38:00 CST 201154 Generating report - myJobGroup.myJob, type =FUL55 Tue Feb 15 16:38:00 CST 201156 */

清单 4 非常简洁地实现了一个上述复杂的任务调度。Quartz 设计的核心类包括 Scheduler, Job 以及 Trigger。其中，Job 负责定义需要执行的任务，Trigger 负责设置调度策略，Scheduler 将二者组装在一起，并触发任务开始执行。