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1.什么是任务调度

我们可以先思考一下业务场景的解决方案：

  • 某电商系统需要在每天上午10点，下午3点，晚上8点发放一批优惠券。
  • 某银行系统需要在信用卡到期还款日的前三天进行短信提醒。
  • 某财务系统需要在每天凌晨0:10结算前一天的财务数据，统计汇总。
  • 12306会根据车次的不同，设置某几个时间点进行分批放票。

以上业务场景的解决方案就是任务调度。

任务调度是指系统为了自动完成特定任务，在约定的特定时刻去执行任务的过程。有了任务调度即可解放更多的人力，而是由系统自动去执行任务。

2.常见定时任务方案

  • While + Sleep : 通过循环加休眠的方式定时执行

  • Timer和TimerTask实现 ：JDK自带的定时任务，可以实现简单的间隔执行任务（在指定时间点执行某一任务，也能定时的周期性执行），无法实现按日历去调度执行任务。

  • ScheduledExecutorService : Java并发包下，JDK1.5出现，是比较理想的定时任务实现方案。Eureka就使用的是它

  • QuartZ: 使用Quartz，它是一个异步任务调度框架，功能丰富，可以实现按日历调度,支持持久化。

  • Spring Task，Spring 3.0后提供Spring Task实现任务调度，支持按日历调度，相比Quartz功能稍简单，但是在开发基本够用，支持注解编程方式。

  • SpringBoot中的Schedule ： 通过@EnableScheduling+@Scheduled最实现定时任务，底层使用的是Spring Task

2.1. 传统定时任务方案示例

spring框架中默认就支持了一个任务调度，spring-task

（1）创建一个工程：spring-task-demo

pom文件

   <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.2.5.RELEASE</version>
    </parent>

    <dependencies>

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

（2）引导类

在启动类上使用@EnableScheduling注解，表示开启定时任务

@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class TaskApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(TaskApplication.class,args);
    }
}

(3)编写案例

根据业务需要，在方法上使用@Scheduled注解，cron属性配置定时规则

@Component
public class ScheduledTask {
    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MethodHandles.lookup().lookupClass());

    @Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?") //每10秒执行一次
    public void scheduledTaskByCorn() {
        logger.info("定时任务开始 ByCorn：" + new Date());
        scheduledTask();
        logger.info("定时任务结束 ByCorn：" + new Date());
    }
    private void scheduledTask() {
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

(4)运行
启动项目就可以看控制台看到定时任务执行效果
在这里插入图片描述

2.2. 缺点分析

上述的定时任务都是集中式(单体项目使用)的定时任务，在分布式中将会面临一些问题或不足

  • 不支持集群：集群情况下容易造成任务重复问题
  • 不支持失败重试：失败即结束，不支持重试
  • 不支持动态调整：修改任务参数时需要修改代码，并且要重启服务
  • 无报警机制：任务失败后没有提醒功能
  • 无统一管理：没有办法手动关闭或开启任务

3.什么是分布式任务调度？

当前软件的架构已经开始向分布式架构转变，将单体结构拆分为若干服务，服务之间通过网络交互来完成业务处理。在分布式架构下，一个服务往往会部署多个实例来运行我们的业务，如果在这种分布式系统环境下运行任务调度，我们称之为分布式任务调度。

在这里插入图片描述
将任务调度程序分布式构建，这样就可以具有分布式系统的特点，并且提高任务的调度处理能力：

3.1. 并行任务调度

并行任务调度实现靠多线程，如果有大量任务需要调度，此时光靠多线程就会有瓶颈了，因为一台计算机CPU的处理能力是有限的。

如果将任务调度程序分布式部署，每个结点还可以部署为集群，这样就可以让多台计算机共同去完成任务调度，我们可以将任务分割为若干个分片，由不同的实例并行执行，来提高任务调度的处理效率。

3.2. 高可用

若某一个实例宕机，不影响其他实例来执行任务。

3.3. 弹性扩容

当集群中增加实例就可以提高并执行任务的处理效率。

3.4. 任务管理与监测

对系统中存在的所有定时任务进行统一的管理及监测。让开发人员及运维人员能够时刻了解任务执行情况，从而做出快速的应急处理响应。

4.市面上常见的分布式任务调度产品

针对分布式任务调度的需求，市场上出现了很多的产品：

1） TBSchedule：淘宝推出的一款非常优秀的高性能分布式调度框架，目前被应用于阿里、京东、支付宝、国美等很多互联网企业的流程调度系统中。但是已经多年未更新，文档缺失严重，缺少维护。

2） XXL-Job：大众点评的分布式任务调度平台，是一个轻量级分布式任务调度平台, 其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线，开箱即用。

3）Elastic-job：当当网借鉴TBSchedule并基于quartz 二次开发的弹性分布式任务调度系统，功能丰富强大，采用zookeeper实现分布式协调，具有任务高可用以及分片功能。

4）Saturn： 唯品会开源的一个分布式任务调度平台，基于Elastic-job，可以全域统一配置，统一监控，具有任务高可用以及分片功能。

5.初识xxl-job

XXL-JOB是一个开源的，具有丰富的任务管理功能以及高性能，高可用等特点的轻量级分布式任务调度平台，其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展、开箱即用！！！

于2015问世，其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线，开箱即用。其具备且不止如下能力：

  1. 简单：支持通过Web页面对任务进行CRUD操作，操作简单，一分钟上手；

  2. 动态：支持动态修改任务状态、启动/停止任务，以及终止运行中任务，即时生效；

  3. 调度中心HA（中心式）：调度采用中心式设计，“调度中心”基于集群Quartz实现并支持集群部署，可保证调度中心HA；执行器HA（分布式）：任务分布式执行，任务"执行器"支持集群部署，可保证任务执行HA；

  4. 弹性扩容缩容：一旦有新执行器机器上线或者下线，下次调度时将会重新分配任务；

  5. 路由策略：执行器集群部署时提供丰富的路由策略，包括：第一个、最后一个、轮询、随机、一致性HASH、最不经常使用、最近最久未使用、故障转移、忙碌转移等；

  6. 故障转移：任务路由策略选择"故障转移"情况下，如果执行器集群中某一台机器故障，将会自动Failover切换到一台正常的执行器发送调度请求。

  7. 任务失败告警：默认提供邮件方式失败告警，同时预留扩展接口，可方面的扩展短信、钉钉等告警方式；

源码地址：https://gitee.com/xuxueli0323/xxl-job

文档地址：https://www.xuxueli.com/xxl-job/

6.xxl-job架构设计

6.1.设计思想

将调度行为抽象形成“调度中心”公共平台，而平台自身并不承担业务逻辑，“调度中心”负责发起调度请求。

将任务抽象成分散的JobHandler，交由“执行器”统一管理，“执行器”负责接收调度请求并执行对应的JobHandler中业务逻辑。因此，“调度”和“任务”两部分可以相互解耦，提高系统整体稳定性和扩展性；

6.2.架构设计图

xxl-job分为 调度中心和执行器两大模块

调度模块（调度中心）： 负责管理调度信息，按照调度配置发出调度请求，自身不承担业务代码。调度系统与任务解耦，提高了系统可用性和稳定性，同时调度系统性能不再受限于任务模块； 支持可视化、简单且动态的管理调度信息，包括任务新建，更新，删除，任务报警等，所有上述操作都会实时生效，同时支持监控调度结果以及执行日志，支持执行器Failover

执行模块（执行器）： 负责接收调度请求并执行任务逻辑。任务模块专注于任务的执行等操作，开发和维护更加简单和高效； 接收“调度中心”的执行请求、终止请求和日志请求等

在这里插入图片描述
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调度中心：负责管理调度信息，按照调度配置发出调度请求，自身不承担业务代码。
任务执行器：负责接收调度请求并执行任务逻辑。
任务：专注于任务的处理。

调度中心会发出调度请求，任务执行器接收到请求之后会去执行任务，任务则专注于任务业务的处理。

7.环境搭建

7.1.调度中心环境要求

  • Maven3+
  • Jdk1.8+
  • Mysql5.7+

7.2.源码仓库地址

7.3.初始化“调度数据库”

请下载项目源码并解压，获取 “调度数据库初始化SQL脚本” 并执行即可。

位置：/xxl-job/doc/db/tables_xxl_job.sql 共8张表

在这里插入图片描述

  • xxl_job_lock：任务调度锁表；
  • xxl_job_group：执行器信息表，维护任务执行器信息；
  • xxl_job_info：调度扩展信息表：用于保存XXL-JOB调度任务的扩展信息，如任务分组、任务名、机器地址、执行器、执行入参和报警邮件等等；
  • xxl_job_log：调度日志表：用于保存XXL-JOB任务调度的历史信息，如调度结果、执行结果、调度入参、调度机器和执行器等等；
  • xxl_job_log_report：调度日志报表：用户存储XXL-JOB任务调度日志的报表，调度中心报表功能页面会用到；
  • xxl_job_logglue：任务GLUE日志：用于保存GLUE更新历史，用于支持GLUE的版本回溯功能；
  • xxl_job_registry：执行器注册表，维护在线的执行器和调度中心机器地址信息；
  • xxl_job_user：系统用户表；

调度中心支持集群部署，集群情况下各节点务必连接同一个mysql实例; 如果mysql做主从,调度中心集群节点务必强制走主库;

7.4.编译源码

解压源码,按照maven格式将源码导入IDE, 使用maven进行编译即可，源码结构如下：
在这里插入图片描述

  • doc ：文档，即SQL脚本所在目录
  • db : “调度数据库”建表脚本
  • xxl-job-admin : 调度中心项目源码
  • xxl-job-core : 核心模块,公共Jar依赖
  • xxl-job-executor-samples : 执行器，Sample示例项目（大家可以在该项目上进行开发，也可以将现有项目改造生成执行器项目）

7.5.配置部署“调度中心”

调度中心项目：xxl-job-admin
作用：统一管理任务调度平台上调度任务，负责触发调度执行，并且提供任务管理平
台。

步骤一：调度中心配置

调度中心配置文件地址：/xxl-job/xxl-job-admin/src/main/resources/application.properties
数据库的连接信息修改为自己的数据库

### web
server.port=8080
server.servlet.context-path=/xxl-job-admin

### actuator
management.server.servlet.context-path=/actuator
management.health.mail.enabled=false

### resources
spring.mvc.servlet.load-on-startup=0
spring.mvc.static-path-pattern=/static/**
spring.resources.static-locations=classpath:/static/

### freemarker
spring.freemarker.templateLoaderPath=classpath:/templates/
spring.freemarker.suffix=.ftl
spring.freemarker.charset=UTF-8
spring.freemarker.request-context-attribute=request
spring.freemarker.settings.number_format=0.##########

### mybatis
mybatis.mapper-locations=classpath:/mybatis-mapper/*Mapper.xml
#mybatis.type-aliases-package=com.xxl.job.admin.core.model

### xxl-job, datasource
spring.datasource.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/xxl_job?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver

### datasource-pool
spring.datasource.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
spring.datasource.hikari.minimum-idle=10
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=30
spring.datasource.hikari.auto-commit=true
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000
spring.datasource.hikari.pool-name=HikariCP
spring.datasource.hikari.max-lifetime=900000
spring.datasource.hikari.connection-timeout=10000
spring.datasource.hikari.connection-test-query=SELECT 1
spring.datasource.hikari.validation-timeout=1000

### xxl-job, email
spring.mail.host=smtp.qq.com
spring.mail.port=25
spring.mail.username=xxx@qq.com
spring.mail.from=xxx@qq.com
spring.mail.password=xxx
spring.mail.properties.mail.smtp.auth=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.enable=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.required=true
spring.mail.properties.mail.smtp.socketFactory.class=javax.net.ssl.SSLSocketFactory

### xxl-job, access token
xxl.job.accessToken=default_token

### xxl-job, i18n (default is zh_CN, and you can choose "zh_CN", "zh_TC" and "en")
xxl.job.i18n=zh_CN

## xxl-job, triggerpool max size
xxl.job.triggerpool.fast.max=200
xxl.job.triggerpool.slow.max=100

### xxl-job, log retention days
xxl.job.logretentiondays=30

步骤二：部署项目

如果已经正确进行上述配置，可将项目编译打包部署。这是一个springboot项目，也可以在idea中直接启动.

调度中心访问地址：http://localhost:8080/xxl-job-admin (该地址执行器将会使用到，作为回调地址)
在这里插入图片描述
用户名和密码：admin/123456
在这里插入图片描述
至此“调度中心”项目已经部署成功。

8.入门案例编写

8.1.搭建springboot项目(执行器)

新建项目：在test模块下新建xxl-job-demo子模块

（1）pom文件

 <dependencies>

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

        <!--xxl-job-->
        <dependency>
            <groupId>com.xuxueli</groupId>
            <artifactId>xxl-job-core</artifactId>
            <version>2.3.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>

(2)配置有两个，一个是application.yml，另外一个是日志配置:logback.xml

# web port
server.port=8881
# no web
#spring.main.web-environment=false

# log config
logging.config=classpath:logback.xml


### xxl-job admin address list, such as "http://address" or "http://address01,http://address02"
xxl.job.admin.addresses=http://127.0.0.1:8080/xxl-job-admin

### xxl-job, access token
xxl.job.accessToken=default_token

### xxl-job executor appname
xxl.job.executor.appname=xxl-job-executor-test
### xxl-job executor registry-address: default use address to registry , otherwise use ip:port if address is null
xxl.job.executor.address=
### xxl-job executor server-info
xxl.job.executor.ip=
xxl.job.executor.port=9999
### xxl-job executor log-path
xxl.job.executor.logpath=/data/applogs/xxl-job/jobhandler
### xxl-job executor log-retention-days
xxl.job.executor.logretentiondays=30

检查执行器中appname是否为：xxl_job_sharding_sample

logback.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration debug="false" scan="true" scanPeriod="1 seconds">

    <contextName>logback</contextName>
    <property name="log.path" value="/data/applogs/xxl-job/xxl-job-executor-sample-springboot.log"/>

    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} %contextName [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <appender name="file" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <file>${log.path}</file>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>${log.path}.%d{yyyy-MM-dd}.zip</fileNamePattern>
        </rollingPolicy>
        <encoder>
            <pattern>%date %level [%thread] %logger{36} [%file : %line] %msg%n
            </pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <root level="info">
        <appender-ref ref="console"/>
        <appender-ref ref="file"/>
    </root>

</configuration>

(3)引导类：

package com.xxl.job;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class XxlJobApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(XxlJobApplication.class,args);
    }
}

（4）添加xxl-job配置

添加配置类：

这个类主要是创建了任务执行器，参考官方案例编写，无须改动

package com.xxl.job.config;


import com.xxl.job.core.executor.impl.XxlJobSpringExecutor;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * xxl-job config
 */
@Configuration
public class XxlJobConfig {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(XxlJobConfig.class);

    @Value("${xxl.job.admin.addresses}")
    private String adminAddresses;

    @Value("${xxl.job.accessToken}")
    private String accessToken;

    @Value("${xxl.job.executor.appname}")
    private String appname;

    @Value("${xxl.job.executor.address}")
    private String address;

    @Value("${xxl.job.executor.ip}")
    private String ip;

    @Value("${xxl.job.executor.port}")
    private int port;

    @Value("${xxl.job.executor.logpath}")
    private String logPath;

    @Value("${xxl.job.executor.logretentiondays}")
    private int logRetentionDays;


    @Bean
    public XxlJobSpringExecutor xxlJobExecutor() {
        logger.info(">>>>>>>>>>> xxl-job config init.");
        XxlJobSpringExecutor xxlJobSpringExecutor = new XxlJobSpringExecutor();
        xxlJobSpringExecutor.setAdminAddresses(adminAddresses);
        xxlJobSpringExecutor.setAppname(appname);
        xxlJobSpringExecutor.setAddress(address);
        xxlJobSpringExecutor.setIp(ip);
        xxlJobSpringExecutor.setPort(port);
        xxlJobSpringExecutor.setAccessToken(accessToken);
        xxlJobSpringExecutor.setLogPath(logPath);
        xxlJobSpringExecutor.setLogRetentionDays(logRetentionDays);

        return xxlJobSpringExecutor;
    }
}

（5）创建任务

package com.xxl.job.config;


import com.xxl.job.core.biz.model.ReturnT;
import com.xxl.job.core.handler.annotation.XxlJob;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDateTime;


@Component
public class HelloJob {

    @Value("${server.port}")
    private String port;

    @XxlJob("demoJobHandler")
    public ReturnT helloJob() {
        System.out.println("简单任务执行了。。。。" + port);
        return  ReturnT.SUCCESS;
    }
}

@XxlJob(“demoJobHandler”)这个一定要与调度中心新建任务的JobHandler的值保持一致！

8.2.配置执行器

在任务调度中心，点击进入"执行器管理"界面, 如下图:

在这里插入图片描述

1、此处的AppName,会在创建任务时被选择，每个任务必然要选择一个执行器。

2、“执行器列表” 中显示在线的执行器列表, 支持编辑删除。

以下是执行器的属性说明：

属性名称说明
AppName是每个执行器集群的唯一标示AppName, 执行器会周期性以AppName为对象进行自动注册。可通过该配置自动发现注册成功的执行器, 供任务调度时使用;
名称执行器的名称, 因为AppName限制字母数字等组成,可读性不强, 名称为了提高执行器的可读性;
排序执行器的排序, 系统中需要执行器的地方,如任务新增, 将会按照该排序读取可用的执行器列表;
注册方式调度中心获取执行器地址的方式；
机器地址注册方式为"手动录入"时有效，支持人工维护执行器的地址信息；

具体操作：

（1）新增执行器： xxl-job-executor-test
在这里插入图片描述

（2）在调度中心新建任务
在任务管理->新建，填写以下内容
在这里插入图片描述

8.3.测试

（1）首先启动调度中心，xxl-job-admin

（2）启动xxl-job-demo项目

（3）启动任务：任务调度中心
在这里插入图片描述
（4）打开idea控制台，查看任务执行情况：

在这里插入图片描述

# 分布式 # java # spring
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