摘要：在定時器接口的方法中我們可以發現一個方法接受接口，而也是一個接口，抽象了觸發任務執行的觸發器。更常用的一個觸發器是，它使用表達式指定何時執行任務。配置定時任務首先看看配置。配置提供了命名空間，讓配置定時任務非常簡單。

本文參考自Spring官方文檔 34. Task Execution and Scheduling。

在程序中常常有定時任務的需求，例如每隔一周生成一次報表、每個月月末清空用戶積分等等。Spring也提供了相應的支持，我們可以非常方便的按時執行任務。

這里我使用Gradle來建立項目，然后在build.gradle中添加下面一行。springVersion的值是目前最新的Spring版本"4.3.7.RELEASE"。使用Maven的話也添加相應的行。spring-context會自動引入spring-core等幾個最基本的依賴。

compile group: "org.springframework", name: "spring-context", version: springVersion

定時任務屬于Spring的核心支持部分，所以我們不需要再添加其他的依賴了。所以定時任務功能既可以在命令行程序中使用，也可以在Java Web程序中使用。當然后者可能使用的更廣泛一些（畢竟Web程序需要一直運行的嘛）。

這里我們定義兩個任務，后面會讓它們可以定時執行。

public interface IService {
    void doService();
}

public class SimpleService implements IService {
    @Override
    public void doService() {
        LocalTime time = LocalTime.now();
        System.out.println("This is a simple service:" + time);
    }
}

public class ExpensiveTaskService implements IService {
    @Override
    public void doService() {
        try {
            Thread.sleep(TimeUnit.SECONDS.toMillis(1));
            LocalTime time = LocalTime.now();
            System.out.println("This is an expensive task:" + time);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

TaskExecutor接口是任務執行接口，類似于java.util.concurrent.Executor ，該接口只有一個方法execute(Runnable task)，用于執行任務。

Spring提供了一組TaskExecutor的實現，詳細列表可以看這里34.2.1. TaskExecutor types。要使用它們也很簡單，直接注冊為Spring Bean，然后注入到程序中即可使用。

TaskScheduler接口是定時器的抽象，它的源代碼如下。可以看到，該接口包含了一組方法用于指定任務執行的時間。

public interface TaskScheduler {

    ScheduledFuture schedule(Runnable task, Trigger trigger);

    ScheduledFuture schedule(Runnable task, Date startTime);

    ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, Date startTime, long period);

    ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, long period);

    ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Date startTime, long delay);

    ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, long delay);

}

Spring提供了兩個實現，一是TimerManagerTaskScheduler，會將任務代理到CommonJ TimerManager實例。第二個是ThreadPoolTaskScheduler，當我們不需要管理線程的時候就可以使用該類。而且它還同時實現了TaskExecutor接口，所以一個ThreadPoolTaskScheduler實例即可同時用于執行定時任務。

在定時器接口的方法中我們可以發現一個方法接受Trigger接口， 而Trigger也是一個接口，抽象了觸發任務執行的觸發器。

Trigger接口有兩個實現，先說說比較簡單的一個PeriodicTrigger。它直接按照給定的時間間隔觸發任務執行。更常用的一個觸發器是CronTrigger，它使用Cron表達式指定何時執行任務。下面是Spring官方的一個例子。

scheduler.schedule(task, new CronTrigger("0 15 9-17 * * MON-FRI"));

關于Cron表達式的信息可以參考這篇博客QuartZ Cron表達式。另外還有一個可以在線生成Cron表達式的網站:CroMaker，不過好像需要XX才能訪問。而且好像Spring不支持第二個星期一這樣的定時器設置，所以如果有這樣的需求，需要使用Quartz。

任務配置既可以使用Java配置，也可以使用XML配置。不管使用哪種方法，首先需要將要執行的方法所在的類配置為Spring Bean。例如下面就用XML配置注冊了兩個要執行的任務。

首先看看Java配置。我們需要在配置類上添加@EnableScheduling，如果需要異步的定時任務，還需要添加@Async。

@Configuration
@EnableAsync
@EnableScheduling
public class TaskConfiguration {
}

然后在要執行的方法上添加@Scheduled注解。@Scheduled注解有幾個參數，任務會在相應參數的時間下執行。cron參數指定Cron表達式；fixedDelay指定任務執行的間隔，單位是毫秒；initialDelay指定當程序啟動后多長時間開始執行第一次任務，單位是毫秒；zone指定任務執行時間所在的時區。下面的例子簡單的指定了每隔一秒重復執行一次任務。

public class SimpleService implements IService {
    @Scheduled(fixedDelay = 1000)
    @Override
    public void doService() {
        LocalTime time = LocalTime.now();
        System.out.println("This is a simple service:" + time);
    }
}

然后是異步任務，如果任務執行時間比較長的話，我們可以考慮使用異步的任務。當調用異步任務的時候，異步方法直接返回，異步任務會交由相應的任務執行器來執行。在Spring中標記異步方法很簡單，直接在方法上使用@Async注解。如果需要指定異步方法使用的執行器，可以向注解傳遞執行器的名稱。異步方法可以返回空值。

@Async("otherExecutor")
void doSomething(String s) {
    // this will be executed asynchronously by "otherExecutor"
}

但是如果異步方法想返回其他值的話，就必須使用Future。不過不僅是java.util.concurrent.Future，異步方法還可以返回Spring的org.springframework.util.concurrent.ListenableFuture和JDK8的java.util.concurrent.CompletableFuture類型。

@Async
Future returnSomething(int i) {
    // this will be executed asynchronously
}

異步方法不僅可以用于定時任務中，在Spring的其他地方也可以使用。例如Spring Data JPA可以使用@Async編寫異步的查詢方法。

需要注意，異步方法沒有對應的XML配置，如果我們想讓方法是異步的，只能使用注解。當然也不是完全不行，不過就比較麻煩了，你需要使用AsyncExecutionInterceptor和AOP配合才能達到類似的效果。

如果需要處理異步方法的異常，我們需要實現一個AsyncUncaughtExceptionHandler。下面的異步異常處理器簡單的打印異常信息。

public class MyAsyncUncaughtExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {
    @Override
    public void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {
        ex.printStackTrace();
    }
}

然后通過實現AsyncConfigurer接口（Java配置方式）或者task:annotation-driven（XML配置方式）的exception-handler元素來配置。

Spring提供了task命名空間，讓配置定時任務非常簡單。

task:scheduler會注冊一個ThreadPoolTaskScheduler 定時器，它只有一個屬性線程池大小。默認是1，我們需要根據任務的數量指定一個合適的大小。

task:executor會注冊一個ThreadPoolTaskExecutor執行器，我們可以使用它的相關屬性來配置該執行器。默認情況下執行隊列是無限的，可能會導致JVM使用完所有內存。因此我們最好指定一個確定的數值。還有一個rejection-policy屬性，指定執行器隊列滿時的執行策略：默認是AbortPolicy，直接拋出異常；如果當系統忙時丟棄某些任務是可接受的，可以使用DiscardPolicy或DiscardOldestPolicy策略；當系統負載較重時還可以使用CallerRunsPolicy，它不會將任務交給執行器線程，而是讓調用者線程來執行該任務。最后一個就是keep-alive屬性，也就是超出線程池數量 線程完成任務之后的存活時間，單位是秒。

執行任務很簡單，使用指定要執行的Bean和方法即可。

要設置定時的話，只需要指定相應的屬性即可。

Quartz是一個定時任務的庫。Spring也提供了它的支持。Quartz的使用方法請查閱相應文檔。這里只簡單介紹一下。

Spring的Quartz集成在spring-context-support包中，它還需要Spring事務的支持。因此我們需要下面這樣的依賴聲明。

    compile group: "org.springframework", name: "spring-tx", version: springVersion
    compile group: "org.springframework", name: "spring-context-support", version: springVersion
    compile group: "org.quartz-scheduler", name: "quartz", version: "2.2.3"

Quartz的任務需要繼承Quartz的Job接口。所以一個典型的任務可以寫成這樣。

public class QuartzService implements IService, Job {
    @Override
    public void doService() {
        System.out.println("This is a quartz service");
    }

    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println("Do something in execute method of quartz");
    }
}

JobDetailFactoryBean用來定義實現了Job接口的任務。如果需要添加更多信息，可以使用jobDataAsMap屬性設置。

如果任務沒有實現Job接口，也可以執行，這時候需要使用MethodInvokingJobDetailFactoryBean。如果存在任務對象，使用targetObject屬性，如果有任務類，使用targetClass屬性。

有了任務，就可以定義觸發器了。觸發器有兩個：SimpleTriggerFactoryBean，以指定的間隔重復執行任務；CronTriggerFactoryBean，以給定的Cron表達式執行任務。Quartz的Cron表達式比Spring 的強大，它支持第幾個星期幾這樣的Cron表達式。

有了觸發器，我們就可以執行任務了。注冊一個SchedulerFactoryBean，然后將觸發器的Bean引用傳入即可。