Java动态创建与修改定时任务

最近遇到一个需求，需要能够按照特定的配置执行定时任务，而且定时任务需要在应用不重启的情况下动态增删改，Spring提供的`@Scheduled`注解是硬编码形式，只能实现固定的定时任务，随后经过一番探究，依托注明的quartz框架终于实现了该功能，下面来分享一下我的方案。

首先引入quartz maven依赖：

<dependency>
    <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
    <artifactId>quartz</artifactId>
    <!-- 由于我的项目继承了spring-boot-starter-parent，因此这里可以不用写版本号，会直接使用父pom文档中dependencyManagement的quartz版本号 -->
    <!-- <version>2.3.2</version> -->
</dependency>

我的定时任务配置是存储在MySQL数据库当中的，当程序启动时，初始化过程会的init()方法会读取一遍所有有效的定时任务配置，然后将其实例化为一个个对象，一个对象便代表了一个定时任务，我定义的类为 public class ScheduledClauseTriggerEngine implements ClauseTriggerEngine<Void>, Job, AutoCloseable，其中ClauseTriggerEngine为我自定义的接口，因为在项目中除定时触发外还有其他的任务触发方式，不再过多赘述，Job(org.quartz.Job)是quartz框架的一个接口，代表一个任务，在任务调度时，Job的execute(JobExecutionContext context)方法会被调用，用以执行任务内容。所有实例化后的ScheduledClauseTriggerEngine对象会被存在一个Map<Integer, ScheduledClauseTriggerEngine>容器中去，Key为定时任务的id，后续在定时任务增删改的时候，也会同步修改这个Map的内容。
创建SchedulerFactoryBean(org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean)，并设置JobFactory，由于我这里只使用到SchedulerFactoryBean一次，因此这一小段代码写在构造方法中的，若是全局使用，需要在Spring的Configuration类中专门定义一个SchedulerFactoryBean类型的Bean(比较规范的用法)。
```
SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean = new SchedulerFactoryBean();
        schedulerFactoryBean.setJobFactory((bundle, scheduler) ->
                triggers.get(Integer.parseInt(bundle.getJobDetail().getKey().getName())));
        schedulerFactoryBean.afterPropertiesSet();
        this.scheduler = schedulerFactoryBean.getScheduler();
        this.scheduler.start();
```
setJobFactory这一步比较重要，默认的调度方案是通过反射实现的，即传入一个Job类型的class，然后反射实例化一个此类的对象，再去调用execute方法，通过JobExecutionContext传参，而我的方案是所有任务类都已实例化完成，我希望在触发时直接返回对应的对象实例去执行即可，因此需要去修改JobFactory，triggers是上一步中所说的存储定时任务的Map，而bundle.getJobDetail().getKey().getName()其实就是获取到了任务的key，在我这里其实也就是定时任务id，这个与后面步骤的代码相对应，也就是此时定时任务触发时，会拿到我提前准备好的Map中的对应任务实例去执行，覆盖默认行为。

实例化ScheduledClauseTriggerEngine并创建定时任务，下面为比较重要的几行代码：

// 此部分代码为实例化并创建一个定时任务的代码，我将其封装为了一个方法，方便调用，在初始化方法中查询所有定时任务循环调用即可
// ... 忽略数据库查询及参数校验的过程

// 创建JobDetail
JobDetail jobDetail = new JobDetailImpl()
              .getJobBuilder()
              // 任务的id以及group，id为数据库中的id，在上一步设置的JobFactory，当改任务被调度时，会根据此id去获取到要执行的任务
              .withIdentity(clauseTriggerId.toString(), SCHEDULE_JOB_GROUP_NAME)
              // 任务描述，可选
              .withDescription(clauseTrigger.getName())
              // 这里直接传入ScheduledClauseTriggerEngine.class即可
              .ofType(ScheduledClauseTriggerEngine.class)
              .build();
// 添加触发器并开始调度任务
scheduler.scheduleJob(jobDetail, TriggerBuilder.newTrigger()
        // 要调度的任务的key
        .withIdentity(clauseTriggerId.toString())
        // 触发周期，triggerConfigToCronExpression是将数据库中的时间配置转换为corn表达式的方法
        .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(triggerConfigToCronExpression(clauseTrigger.getTriggerConfig())))
        .build());

// 此时其实定时任务已经开始生效

// 后续操作...
triggerEngine.setTemplateList(scheduledTemplates);
log.info("add one scheduled clause trigger: {}", clauseTrigger.getName());
return triggerEngine;

定时任务的增删改：

根据id新增一个任务：

public void addTrigger(int triggerId) {
  // 根据triggerId实例化和启动一个定时任务，并添加到定时任务的Map中去，instanceOneScheduledClauseTriggerEngine就是上一步所封装的方法
  ScheduledClauseTriggerEngine triggerEngine = triggers.computeIfAbsent(triggerId, k -> instanceOneScheduledClauseTriggerEngine(triggerId));
}

根据id删除一个任务：

public void removeTrigger(int clauseTriggerId) {
      try {
          // 生成要删除的jobKey，注意此处必须传入刚才所使用的的group name，否则会使用默认的组名，便无法查询到我们想要删除的任务
          JobKey jobKey = JobKey.jobKey(String.valueOf(clauseTriggerId), SCHEDULE_JOB_GROUP_NAME);
          // 移除定时任务
          scheduler.deleteJob(jobKey);
          // 从Map中移除对应的对象
          triggers.remove(clauseTriggerId);
          log.info("remove schedule trigger: {}", jobKey);
      } catch (SchedulerException e) {
          log.error(e.getMessage(), e);
      }
}

根据id更新一个任务：

public void updateTrigger(int triggerId) {
    // 由于我项目中的定时任务可能任务执行内容会变，因此我是将定时任务删除再重新添加，若定时任务只会有触发时间的变化，也可使用rescheduleJob方法只更新触发时间
    removeTrigger(triggerId);
    addTrigger(triggerId);
}

集群环境下需要注意的地方

多台机器时，我需要只有一台机器执行任务，而其他机器不执行，在此处我使用了Redis作为锁，追求简便，当然也可使用zookeeper。

@Override
public void execute(JobExecutionContext context) {
    String jobKey = context.getJobDetail().getKey().toString();
    String redisKey = JOB_REDIS_PREFIX + jobKey;
    // 判断是否获取到锁
    //noinspection ConstantConditions
    if(redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey) != 1L){
        log.info("job {} has in running", jobKey);
        return;
    }

    // 注意上面的判断必须放在try-finally块之外，否则会导致一个隐秘的BUG(无论当前机器是否获取到锁，都会执行finally中的方法，释放掉锁，产生错误)

    // 为锁加上默认过期时间
    redisTemplate.expire(redisKey, 3600, TimeUnit.SECONDS);
    try {
        MDC.put("traceId", randomId());
        log.info("execute schedule job: {}", jobKey);
        long l = System.currentTimeMillis();
        trigger();
        log.info("finish job: {}, used time: {}ms", jobKey, System.currentTimeMillis()-l);
    } catch (Exception ex){
        log.error(ex.getMessage(), ex);
    }finally {
        MDC.clear();
        // 释放锁
        redisTemplate.delete(redisKey);
    }
}

其实在之前，我写了一个注解：@RedisLock，可以通过注解方式直接为某个方法加分布式锁，但是注解不能传入变量，只能传入常量，在这个项目，锁的key是动态的，无法直接使用，便先采用直接写代码的形式，后期可以添加上此功能，通过注解传入SpringEL表达式解析方法入参，就可以实现动态key值了。

多台机器定时任务更新问题，当定时任务配置更改时，我需要响应的修改定时任务，但是多台机器，我不能一台一台机器的手动去调用对应的方法，因此我想到了使用redis的发布订阅去完成，因为Redis的默认消息模式是群发模式，刚好符合我的需求，若项目中有MQ，也可配置一个群发的MQ Topic去实现，略微复杂一些。
附我所使用的代码，供参考，基于spring-redis：

@Bean
  RedisMessageListenerContainer redisMessageListenerContainer(RedisConnectionFactory connectionFactory,
                                                              ScheduledTriggerService scheduledTriggerService,
                                                              DwdDataTriggerService dwdDataTriggerService,
                                                              ClauseExecuteService clauseExecuteService) {
      RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();
      container.setConnectionFactory(connectionFactory);

      //trigger发布订阅
      container.addMessageListener((message, bytes) -> {
          String body = new String(message.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);

          if (body.startsWith("scheduled-trigger-change")) {
            Assert.isTrue(body.matches("^scheduled-trigger-change:((add)|(remove)|(update)):\\d+$"),"invalid scheduled-trigger-change message: " + body);
              String[] split = body.split(":");
              String type = split[1];
              int triggerId = Integer.parseInt(split[2]);

              switch (type) {
                  case "add":
                      scheduledTriggerService.addTrigger(triggerId);
                      break;
                  case "remove":
                      scheduledTriggerService.removeTrigger(triggerId);
                      break;
                  case "update":
                      scheduledTriggerService.updateTrigger(triggerId);
                      break;
                  default:
                      scheduledTriggerService.refreshAllTriggerEngine();
                      break;
              }
          } else {
              log.info("receive redis message, topic: {}, body, {}", new String(message.getChannel()), body);
              dwdDataTriggerService.refreshClauseTrigger();
          }
      }, new ChannelTopic("trigger-config-change"));
      return container;
  }

发送消息：

redisTemplate.convertAndSend("trigger-config-change", "scheduled-trigger-change:update:0");

当定时配置变更时，发送redis消息即可。

总结: 本篇文章基于我的实际项目，讲解了借助于quartz框架的定时任务动态增删改的方案，但是因项目而异，我也做了许多定制化的操作，我的思路就是一项定时任务配置对应一个对象实例，任务触发时直接拿到对应的对象实例进行调用，但是quartz框架的默认调度方案不是这样的，所以做了一下调整，此外还增加了集群环境的支持。本篇文章提供一种方案或者说思路，实际使用时还需要大家结合自己的需求进行合理更改或优化，例如当定时任务比较轻量的时候，我认为可不借助于框架，使用轮询也未尝不是一种简单有效的方案。

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/4579848/blog/4794946

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