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<title>11 多实例下的定时任务如何避免重复执行——分布式定时任务.md.html</title>
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</li>
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</li>
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</li>
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<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/16 服务压力大系统响应慢如何破——网关流量控制.md.html">16 服务压力大系统响应慢如何破——网关流量控制</a>
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<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/17 集成网关后怎么做安全验证——统一鉴权.md.html">17 集成网关后怎么做安全验证——统一鉴权</a>
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<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/18 多模块下的接口 API 如何统一管理——聚合 API.md.html">18 多模块下的接口 API 如何统一管理——聚合 API</a>
</li>
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<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/19 数据分库后如何确保数据完整性——分布式事务.md.html">19 数据分库后如何确保数据完整性——分布式事务</a>
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<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/20 优惠券如何避免超兑——引入分布式锁.md.html">20 优惠券如何避免超兑——引入分布式锁</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/21 如何查看各服务的健康状况——系统应用监控.md.html">21 如何查看各服务的健康状况——系统应用监控</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/22 如何确定一次完整的请求过程——服务链路跟踪.md.html">22 如何确定一次完整的请求过程——服务链路跟踪</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/SpringCloud微服务实战（完）/23 结束语.md.html">23 结束语</a>
</li>
</ul>
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<div class="book-post">
<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>11 多实例下的定时任务如何避免重复执行——分布式定时任务</h1>
<p>前面的章节，用户通过绑定手机号的注册为会员，并可以补充完个人信息，比如姓名、生日等信息，拿到用户的生日信息之后，就可以通过会员生日信息进行营销，此处就涉及到定时任务执行营销信息推送的问题。本篇就带你走入微服务下的定时任务的构建问题。</p>
<h3>定时任务选型</h3>
<p>常见的定时任务的解决方案有以下几种：</p>
<p><img src="assets/2020-05-05-021607.jpg" alt="img" /></p>
<p>右半部分基于 Java 或 Spring 框架即可支持定时任务的开发运行，左侧部分需要引入第三方框架支持。针对不同方案，作个简单介绍</p>
<ul>
<li>XXL-JOB 是一个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。任务调度与任务执行分离，功能很丰富，在多家公司商业产品中已有应用。官方地址：<a href="https://www.xuxueli.com/xxl-job/">https://www.xuxueli.com/xxl-job/</a></li>
<li>Elastic-Job 是一个分布式调度解决方案，由两个相互独立的子项目 Elastic-Job-Lite 和 Elastic-Job-Cloud 组成。Elastic-Job-Lite 定位为轻量级无中心化解决方案，依赖 Zookeeper ，使用 jar 包的形式提供分布式任务的协调服务，之前是当当网 Java 应用框架 ddframe 框架中的一部分，后分离出来独立发展。</li>
<li>Quartz 算是定时任务领域的老牌框架了，出自 OpenSymphony 开源组织，完全由 Java 编写，提供内存作业存储和数据库作业存储两种方式。在分布式任务调度时，数据库作业存储在服务器关闭或重启时，任务信息都不会丢失，在集群环境有很好的可用性。</li>
<li>淘宝出品的 TBSchedule 是一个简洁的分布式任务调度引擎，基于 Zookeeper 纯 Java 实现，调度与执行同样是分离的，调度端可以控制、监控任务执行状态，可以让任务能够被动态的分配到多个主机的 JVM 中的不同线程组中并行执行，保证任务能够不重复、不遗漏的执行。</li>
<li>Timer 和 TimerTask 是 Java 基础组件库的两个类，简单的任务尚可应用，但涉及到的复杂任务时，建议选择其它方案。</li>
<li>ScheduledExecutorService 在 ExecutorService 提供的功能之上再增加了延迟和定期执行任务的功能。虽然有定时执行的功能，但往往大家不选择它作为定时任务的选型方案。</li>
<li><a href="">@EnableScheduling </a> 以注解的形式开启定时任务，依赖 Spring 框架，使用简单，无须 xml 配置。特别是使用 Spring Boot 框架时，更加方便。</li>
</ul>
<p>引入第三方分布式框架会增加项目复杂度，Timer、TimerTask 比较简单无法符合复杂的分布式定时任务，本次选择基于 注解的 <a href="">@EnableScheduling </a> 来开启我们的定时任务之旅。</p>
<h3>建立定时任务项目</h3>
<p>在 parking-project 父项目中新增基于 Spring Boot 的定时任务项目，命名为 parking-schedule-job，将基本的项目配置完毕，如端口、项目名称等等。</p>
<p>新增项目启动类</p>
<pre><code class="language-java">@SpringBootApplication
@EnableScheduling
public class ParkingScheduleJobApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ParkingScheduleJobApplication.class, args);
}
}
</code></pre>
<p>新增任务执行类</p>
<pre><code class="language-java">@Component
@Slf4j
public class UserBirthdayBasedPushTask {
//每隔 5s 输出一次日志
@Scheduled(cron = &quot; 0/5 * * * * ?&quot;)
public void scheduledTask() {
log.info(&quot;Task running at = &quot; + LocalDateTime.now());
}
}
</code></pre>
<p>一个简单的定时任务项目就此完成，启动项目，日志每隔 5s 输出一次。单实例执行没有问题，但仔细想想似乎不符合我们的预期：微服务架构环境下，进行横向扩展部署多实例时，每隔 5s 每个实例都会执行一次，重复执行会导致数据的混乱或糟糕的用户体验，比如本次基于会员生日推送营销短信时，用户会被短信轰炸，这肯定不是我们想看到的。即使部署了多代码实例，任务在同一时刻应当也只有任务执行才是符合正常逻辑的，而不能因为实例的增多，导致执行次数增多。</p>
<h3>分布式定时任务</h3>
<p>保证任务在同一时刻只有执行，就需要每个实例执行前拿到一个令牌，谁拥有令牌谁有执行任务，其它没有令牌的不能执行任务，通过数据库记录就可以达到这个目的。</p>
<p><img src="assets/2020-05-05-021608.jpg" alt="img" /></p>
<p>有小伙伴给出的是 A 方案，但有一个漏洞：当 select 指定记录后，再去 update 时，存在时间间隙，会导致多个实例同时执行任务，建议采用直接 update 的方案 B 更为可靠， update 更新到记录时会返回 1 ，否则是 0 。</p>
<p>这种方案还需要编写数据更新操作方法，如果这些代码都不想写，有没有什么好办法？当然有，总会有&quot;懒&quot;程序员帮你省事，介绍一个组件 <a href="https://github.com/lukas-krecan/ShedLock">ShedLock</a>，可以使我们的定时任务在同一时刻，最多执行一次。</p>
<p>1、引入 ShedLock 相关的 jar ，这里依旧采用 MySQL 数据库的形式：</p>
<pre><code class="language-xml">&lt;dependency&gt;
&lt;groupId&gt;net.javacrumbs.shedlock&lt;/groupId&gt;
&lt;artifactId&gt;shedlock-core&lt;/artifactId&gt;
&lt;version&gt;4.5.0&lt;/version&gt;
&lt;/dependency&gt;
&lt;dependency&gt;
&lt;groupId&gt;net.javacrumbs.shedlock&lt;/groupId&gt;
&lt;artifactId&gt;shedlock-spring&lt;/artifactId&gt;
&lt;version&gt;4.5.0&lt;/version&gt;
&lt;/dependency&gt;
&lt;dependency&gt;
&lt;groupId&gt;net.javacrumbs.shedlock&lt;/groupId&gt;
&lt;artifactId&gt;shedlock-provider-jdbc-template&lt;/artifactId&gt;
&lt;version&gt;4.5.0&lt;/version&gt;
&lt;/dependency&gt;
</code></pre>
<p>2、变更项目启动类，增加 <a href="">@EnableSchedulerLock </a> 注解，打开 ShedLock 获取锁的支持。</p>
<pre><code class="language-java">@SpringBootApplication
@EnableScheduling
@EnableSchedulerLock(defaultLockAtMostFor = &quot;30s&quot;)
public class ParkingScheduleJobApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ParkingScheduleJobApplication.class, args);
}
@Bean
//基于 Jdbc 的方式提供的锁机制
public LockProvider lockProvider(DataSource dataSource) {
return new JdbcTemplateLockProvider(dataSource);
}
}
</code></pre>
<p>3、任务执行类的方法上，同样增加 <a href="">@SchedulerLock </a> 注解，并声明定时任务锁的名称，如果有多个定时任务，要确保名称的唯一性。</p>
<p>4、新增名为 shedlock 的数据库，并新建 shedlock 数据表，表结构如下：</p>
<pre><code class="language-sql">CREATE TABLE shedlock(
`NAME` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '任务名',
`lock_until` timestamp(3) NULL DEFAULT NULL COMMENT '释放时间',
`locked_at` timestamp(3) NULL DEFAULT NULL COMMENT '锁定时间',
`locked_by` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '锁定实例',
PRIMARY KEY (name)
)
</code></pre>
<p>5、修改 application.properties 中数据库连接</p>
<pre><code class="language-properties">spring.datasource.driverClassName = com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.url = jdbc:mysql://localhost:3306/shedlock?useUnicode=true&amp;characterEncoding=utf-8
spring.datasource.username = root
spring.datasource.password = root
</code></pre>
<p>6、完成以上步骤，基本配置已经完成，来测试一下，在多实例运行时，同一时刻是否只有一个实施在执行任务。</p>
<pre><code>//实例 1 的日志输出
2020-03-07 21:20:45.007 INFO 67479 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:20:45.007
2020-03-07 21:20:50.011 INFO 67479 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:20:50.011
2020-03-07 21:21:15.009 INFO 67479 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:15.009
2020-03-07 21:21:30.014 INFO 67479 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:30.014
2020-03-07 21:21:40.008 INFO 67479 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:40.008
//实例 2 的日志输出
2020-03-07 21:21:20.011 INFO 67476 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:20.011
2020-03-07 21:21:25.008 INFO 67476 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:25.008
2020-03-07 21:21:30.006 INFO 67476 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:30.006
2020-03-07 21:21:35.006 INFO 67476 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:35.006
2020-03-07 21:21:45.008 INFO 67476 --- [ scheduling-1] c.m.p.s.j.t.UserBirthdayBasedPushTask : Task running at = 2020-03-07T21:21:45.008
</code></pre>
<p>可以看出每 5s 执行一次，是分布在两个实例中，同一时刻只有一个任务在执行，这与我们的预期是一致。数据库表记录(有两个定时任务的情况下)：</p>
<p><img src="assets/2020-05-05-021610.jpg" alt="img" /></p>
<h3>定时发送营销短信</h3>
<p>初步框架构建完成，现在填充据会员生日信息推送营销短信的功能。</p>
<blockquote>
<p>有小伙伴一听说定时任务，一定要找服务压力小的时间段来处理，索性放到凌晨。但凌晨让用户收到营销短信，真的好吗？所以还是要考虑产品的用户体验，不能盲目定时。</p>
</blockquote>
<p>前面服务调用章节我们已经学会了服务间的调用 ，这次是定时任务项目要调用会员服务里的方法，依旧采用 Feign 的方式进行。编写 MemberServiceClient 接口，与会员服务中的会员请求响应类保持一致</p>
<pre><code class="language-java">@FeignClient(value = &quot;member-service&quot;, fallback = MemberServiceFallback.class)
public interface MemberServiceClient {
@RequestMapping(value = &quot;/member/list&quot;, method = RequestMethod.POST)
public CommonResult&lt;List&lt;Member&gt;&gt; list() throws BusinessException;
@RequestMapping(value = &quot;/member/getMember&quot;, method = RequestMethod.POST)
public CommonResult&lt;Member&gt; getMemberInfo(@RequestParam(value = &quot;memberId&quot;) String memberId);
}
</code></pre>
<p>任务执行类编写业务逻辑，这里用到了 Member 实体，但这个实体是维护在会员服务中的，未对外公开。<code>*对于一些公用类，可以抽取到一个公共项目中，供各项目间相互引用，而不是维护多份。*</code></p>
<pre><code class="language-java">@Component
@Slf4j
public class UserBirthdayBasedPushTask {
@Autowired
MemberServiceClient memberService;
@Scheduled(cron = &quot; 0/5 * * * * ?&quot;)
@SchedulerLock(name = &quot;scheduledTaskName&quot;)
public void scheduledTask() {
CommonResult&lt;List&lt;Member&gt;&gt; members;
try {
members = memberService.list();
List&lt;Member&gt; resp = members.getRespData();
DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofPattern(&quot;yyyy-MM-dd HH:mm:ss&quot;);
LocalDateTime time = LocalDateTime.now();
String curTime = df.format(time);
for (Member one : resp) {
//当天生日的推送营销短信
if (curTime.equals(one.getBirth())) {
log.info(&quot; send sms to &quot; + one.getPhone() );
}
}
} catch (BusinessException e) {
log.error(&quot;catch exception &quot; + e.getMessage());
}
log.info(&quot;Task running at = &quot; + LocalDateTime.now());
}
}
</code></pre>
<p>启动会员服务、定时任务两个项目，测试业务逻辑的是否运行正常。定时任务执行时，发现出现异常：</p>
<pre><code class="language-shell">Caused by: org.springframework.http.converter.HttpMessageNotReadableException: JSON parse error: Cannot deserialize instance of `com.mall.parking.common.bean.CommonResult` out of START_ARRAY token; nested exception is com.fasterxml.jackson.databind.exc.MismatchedInputException: Cannot deserialize instance of `com.mall.parking.common.bean.CommonResult` out of START_ARRAY token at [Source: (PushbackInputStream); line: 1, column: 1]
</code></pre>
<p>定位原因： CommonResult 对象中含有 Member List 对象集合，JSON 对象解析时的结构应该为 <code>{}</code>，但返回值是<code>[]</code>，肯定会解析异常。需要将 Feign 接口变更为原始的 JSON 字符串形式。</p>
<pre><code class="language-java">//MemberServiceClient 接口方法变更为此
@RequestMapping(value = &quot;/member/list&quot;, method = RequestMethod.POST)
public String list() throws BusinessException;
</code></pre>
<p>任务执行类变更操作方式，如下</p>
<pre><code class="language-java"> @Scheduled(cron = &quot; 0/5 * * * * ?&quot;)
@SchedulerLock(name = &quot;scheduledTaskName&quot;)
public void scheduledTask() {
try {
String members = memberService.list();
List&lt;Member&gt; array = JSONArray.parseArray(members, Member.class);
DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofPattern(&quot;yyyy-MM-dd HH:mm:ss&quot;);
LocalDateTime time = LocalDateTime.now();
String curTime = df.format(time);
for (Member one : array) {
if (curTime.equals(one.getBirth())) {
log.info(&quot; send sms to &quot; + one.getPhone() );
}
}
} catch (BusinessException e) {
log.error(&quot;catch exception &quot; + e.getMessage());
}
log.info(&quot;Task running at = &quot; + LocalDateTime.now());
}
</code></pre>
<p>再重新启动两个项目，测试任务已经可以正常执行。如果你的项目中还需要更多的定时任务的话，参照这种方式编写相应代码即可。</p>
<p>本章节从定时任务入手，谈了几个定时任务的解决方案，接着引入分布式定时任务来完成我们的短信营销任务，完整的实施一次分布式定时任务。给你留下个动手题目吧：如果使用 elastic-job 组件，又当如何实现这个分布式定时任务呢？</p>
</div>
</div>
<div>
<div style="float: left">
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</div>
<div style="float: right">
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</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
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