摘要：在当今互联网软件开发领域，定时任务是众多项目中不可或缺的一部分。无论是数据的定时采集、报表的定时生成，还是系统的定时维护，定时任务都发挥着关键作用。对于使用 Spring Boot3 框架进行开发的互联网软件开发人员来说，掌握 Spring Boot3 中定时
在当今互联网软件开发领域，定时任务是众多项目中不可或缺的一部分。无论是数据的定时采集、报表的定时生成，还是系统的定时维护，定时任务都发挥着关键作用。对于使用 Spring Boot3 框架进行开发的互联网软件开发人员来说，掌握 Spring Boot3 中定时任务的实现方式至关重要。今天，就让我们一同深入探索 Spring Boot3 中定时任务的奥秘。
1.1 开启定时任务支持
在 Spring Boot3 项目中，要开启定时任务支持，只需在启动类或者带有@Configuration注解的配置类上添加@EnableScheduling注解即可。例如：
@SpringBootApplication@EnableSchedulingpublic class Springboot3TaskApplication {public static void main(String args) {SpringApplication.run(Springboot3TaskApplication.class, args);}}这个注解就像是一把钥匙，打开了 Spring Boot3 定时任务的大门，让我们能够在项目中使用定时任务相关的功能。
1.2 创建简单定时任务
开启定时任务支持后，接下来就可以创建定时任务了。创建一个普通的 java 类，并将其声明为 Spring 的组件（例如使用@Component注解）。在该类中定义想要定时执行的方法，然后在方法上添加@Scheduled注解。
例如，我们希望每隔 5 秒执行一次某个方法，可以这样实现：
@Componentpublic class SimpleTask {@Scheduled(fixedRate = 5000)public void simpleScheduledTask {System.out.println("简单定时任务执行啦！当前时间：" + new Date);}}在上述代码中，@Scheduled注解的fixedRate属性指定了任务执行的间隔时间，单位为毫秒。也就是说，从任务开始执行的那一刻起，每隔 5000 毫秒（即 5 秒），该任务就会再次执行。
1.3 使用 cron 表达式实现复杂定时任务
fixedRate虽然能满足一些简单的定时任务需求，但当我们需要实现更复杂的定时任务，比如在特定的时间点执行任务，或者按照特定的时间规律执行任务时，就需要借助 cron 表达式了。
cron 表达式是一种用于配置定时任务执行时间的字符串表达式，它由 6 或 7 个字段组成，分别表示秒（Seconds）、分（Minutes）、小时（Hours）、月份（Month）、星期几（Day of Week），有些系统和应用允许扩展到 7 个字段，加入年份字段。不过在 Java 的 Spring 框架中，使用@Scheduled注解时，通常不需要指定年份。
例如，@Scheduled(cron = "0 0 12 * * ?")表示每天中午 12 点执行一次任务；@Scheduled(cron = "0 0/5 9-18 * * MON-FRI")表示在周一到周五的 9 点到 18 点之间，每隔 5 分钟执行一次任务。
cron 表达式的灵活性极高，能够满足各种复杂的定时任务场景，让我们可以精确地控制任务的执行时间。
在实际项目中，有时候我们需要根据业务需求动态地修改定时任务的执行规则。Spring Boot3 也为我们提供了实现这一功能的方法。
我们可以通过ScheduledTaskRegistrar来取消原有任务，并添加新任务。例如：
@RestControllerpublic class TaskController {@Autowiredprivate ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar;@PostMapping("/update-task")public String updateTask(@RequestParam String newCron) {// 取消原有任务taskRegistrar.destroy;// 添加新任务taskRegistrar.addCronTask( -> System.out.println("动态任务执行: " + LocalDateTime.now),newCron);taskRegistrar.afterPropertiesSet;return "任务已更新为: " + newCron;}}通过上述代码，我们可以通过发送 HTTP 请求到/update-task接口，传入新的 cron 表达式，实现定时任务规则的动态修改。
2.2 异步定时任务
当定时任务的执行时间较长时，可能会影响主线程的性能。为了解决这个问题，我们可以将定时任务设置为异步执行。
首先，在配置类上添加@EnableAsync注解，开启异步支持：
@Configuration@EnableAsyncpublic class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {@Overridepublic Executor getAsyncExecutor {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskexecutor;executor.setCorePoolSize(5);executor.setMaxPoolSize(10);executor.setQueueCapacity(100);executor.initialize;return executor;}}然后，在定时任务方法上添加@Async注解，将其标记为异步方法：
@Componentpublic class AsyncTask {@Scheduled(fixedRate = 3000)@Asyncpublic void asyncScheduledTask {System.out.println("异步定时任务线程：" + Thread.currentThread.getName);// 模拟耗时操作try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace;}System.out.println("异步定时任务执行结束");}}这样，定时任务就会在独立的线程中执行，不会阻塞主线程，提高了系统的整体性能。
在分布式系统中，由于存在多个应用实例，普通的定时任务可能会在每个实例上都执行一次，这往往不是我们期望的结果。我们通常希望在分布式环境下，定时任务只被执行一次。为了解决这个问题，有以下几种常见的方案。
3.1 Redis 分布式锁方案
Redis 分布式锁是一种常用的解决方案。其核心思想是利用 Redis 的setIfAbsent原子性操作来获取锁，只有获取到锁的实例才能执行定时任务，从而避免了任务的重复执行。
示例代码如下：
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;import org.springframework.stereotype.Component;import java.time.Duration;import java.util.concurrent.TimeUnit;@Componentpublic class DistributedScheduler {private final StringRedisTemplate redisTemplate;private static final String lock_KEY = "TASK_LOCK:MY_TASK";private static final int LOCK_TIMEOUT = 9; // 锁超时时间（分钟）public DistributedScheduler(StringRedisTemplate redisTemplate) {this.redisTemplate = redisTemplate;}@Scheduled(cron = "0 */10 * * * *")public void scheduledTask {Boolean lockAcquired = redisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(LOCK_KEY, "locked", Duration.ofMinutes(LOCK_TIMEOUT));if (lockAcquired != null && lockAcquired) {try {// 执行任务逻辑performTask;} finally {// 任务完成后手动释放锁（可选）// redisTemplate.delete(LOCK_KEY);}}}private void performTask {// 具体任务代码System.out.println("分布式定时任务执行啦！当前时间：" + new Date);}}在上述代码中，setIfAbsent方法尝试设置锁，如果锁不存在则设置成功并返回true，如果锁已存在则设置失败并返回false。通过判断返回值，我们可以确定当前实例是否获取到了锁。同时，设置锁的自动过期时间（略小于任务间隔），以防止死锁。根据业务需求，我们还可以选择在任务完成后手动释放锁。
3.2 数据库乐观锁方案
数据库乐观锁方案也是解决分布式定时任务重复执行问题的一种有效方法。其原理是利用数据库的唯一约束或版本号来控制并发，确保只有一个实例能够成功插入任务执行记录，从而实现任务的唯一执行。
示例代码如下：
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;import org.springframework.stereotype.Component;import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Componentpublic class DatabaseLockScheduler {@Scheduled(cron = "0 */10 * * * *")@Transactionalpublic void scheduledTask {// 1. 查询最近一次任务记录TaskLock lastLock = taskLockRepository.findTopByTaskNameOrderByExecuteTimeDesc("MY_TASK");// 2. 检查是否已执行过if (lastLock != null && lastLock.getExecuteTime.isAfter(LocalDateTime.now.minusMinutes(10))) {return;}// 3. 插入新记录（利用唯一约束或版本号控制并发）TaskLock newLock = new TaskLock("MY_TASK", LocalDateTime.now);taskLockRepository.save(newLock);// 执行任务逻辑performTask;}}在上述代码中，我们首先查询最近一次任务记录，如果距离当前时间较近（说明任务已经执行过），则直接返回。否则，尝试插入新的任务执行记录，如果插入成功（利用数据库的唯一约束确保只有一个实例能插入成功），则执行任务逻辑。需要注意的是，这种方案需要处理可能的异常，如唯一约束冲突异常。
3.3 Quartz 集群模式方案
Quartz 是一个强大的任务调度框架，它支持集群模式，可以在分布式环境下实现定时任务的统一调度。在 Spring Boot3 项目中集成 Quartz 集群模式，需要进行以下步骤：
3.3.1 添加依赖
org.springframework.bootspring-boot-starter-quartz3.3.2 配置数据库存储
在application.properties文件中配置数据库存储相关属性：
spring.quartz.job-store-type=jdbcspring.quartz.properties.org.quartz.jobStore.isClustered=truespring.quartz.properties.org.quartz.jobStore.clusterCheckinInterval=20000其中，spring.quartz.job-store-type指定任务存储类型为数据库存储；spring.quartz.properties.org.quartz.jobStore.isClustered设置为true表示开启集群模式；spring.quartz.properties.org.quartz.jobStore.clusterCheckinInterval指定集群检查间隔时间。
3.3.3 定义任务
创建一个实现Job接口的任务类，并重写execute方法，在其中编写具体的任务逻辑：
public class MyJob implements Job {@Overridepublic void execute(JobExecutionContext context) {// 任务逻辑System.out.println("Quartz集群任务执行啦！当前时间：" + new Date);}}3.3.4 配置调度器
通过配置类来配置调度器，包括任务的详情和触发器等：
public class QuartzConfig {public JobDetail jobDetail {return JobBuilder.newJob(MyJob.class).withIdentity("myTask").storeDurably.build;}public Trigger trigger {return TriggerBuilder.newTrigger.forJob(jobDetail).withIdentity("myTaskTrigger").withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 */10 * * * *")).build;}}通过以上配置，Quartz 会在集群环境下自动协调各个实例，确保定时任务只被执行一次。
在 Spring Boot3 中，实现定时任务无论是从基础的简单定时任务，到高级的动态修改规则和异步执行，还是在分布式环境下保证任务的唯一执行，都提供了丰富且强大的功能和解决方案。通过合理运用这些技术，我们能够极大地提升系统的稳定性和性能，满足各种复杂业务场景的需求。
随着互联网技术的不断发展，定时任务在分布式系统、微服务架构等场景中的应用会越来越广泛，对其性能和可靠性的要求也会越来越高。希望各位互联网软件开发人员能够深入掌握 Spring Boot3 定时任务的相关技术，不断探索创新，为打造更优秀的软件系统贡献自己的力量。
来源：从程序员到架构师一点号
