java调度任务
⑴ java线程池之ScheledThreadPoolExecutor实现原理
java中异步周期任务调度有Timer，ScheledThreadPoolExecutor等实现，目前单机版的定时调度都是使用ScheledThreadPoolExecutor去实现，那么它是如何实现周期执行任务的呢？其实它还是利用ThreadPoolExecutor线程池去执行任务，这一点从它是继承自ThreadPoolExecutor救可以看的出来，其实关键在于如何实现任务的周期性调度，
ScheledThreadPoolExecutor类以及核心函数首先ScheledThreadPoolExecutor是实现ScheledExecutorService接口，它主要定义了四个方法:
周期调度一个Runnable的对象
周期调度一个Callable的对象
固定周期调度Runnable对象 （不管上一次Runnable执行结束的时间，总是以固定延迟时间执行 即 上一个Runnable执行开始时候 + 延时时间 = 下一个Runnable执行的时间点）
以固定延迟调度unnable对象(当上一个Runnable执行结束后+固定延迟 = 下一个Runnable执行的时间点)
{publicScheledFuture<?>schele(Runnablecommand,longdelay,TimeUnitunit);public<V>ScheledFuture<V>schele(Callable<V>callable,longdelay,TimeUnitunit);publicScheledFuture<?>scheleAtFixedRate(Runnablecommand,longinitialDelay,longperiod,TimeUnitunit);publicScheledFuture<?>scheleWithFixedDelay(Runnablecommand,longinitialDelay,longdelay,TimeUnitunit);}其次,ScheledThreadPoolExecutor是继承ThreadPoolExecutor,所以它是借助线程池的能力去执行任务，然后自身去实现周期性调度。从构造方法调用父类的线程池的构造方法，核心线程数是构造方法传入，这里可以看到最大线程数是Integer的最大值即2147483647, 还有等待队列是DelayedWorkQueue，它是实现延时的关键.
/***Createsanew{@codeScheledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@{@codecorePoolSize<0}*/(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}scheleAtFixedRate是实现周期性调度的方法，调度任务就是实现Runnable对象, 以及系统的开始延时时间，周期的调度的间隔时间。
计算初始触发时间和执行周期，并和传入的Runnable对象作为参数封装成 ScheledFutureTask,然后调用decorateTask装饰Tas(默认实现为空)。
设置ScheledFutureTask对象outerTask为t(默认就是它自己)。
调用delayedExecute延迟执行任务。
publicScheledFuture<?>scheleAtFixedRate(Runnablecommand,longinitialDelay,longperiod,**TimeUnitunit){if(command==null||unit==null)thrownewNullPointerException();if(period<=0)();ScheledFutureTask<Void>sft=newScheledFutureTask<Void>(command,null,triggerTime(initialDelay,unit),unit.toNanos(period));RunnableScheledFuture<Void>t=decorateTask(command,sft);sft.outerTask=t;delayedExecute(t);returnt;}判断线程池状态，如果不是处于running状态，则拒绝该任务。
将该任务加入父类的延迟队列(实际为初始化的DelayedWorkQueue对象)
再次判断线程池不是处于running状态，并且，判断是否是处于shutdown状态并且标志是否是true(默认是false，表示是否线程次处于shutdown状态下是否继续执行周期性任务),若果为true，则从队列删除任务，false，则确保启动线程来执行周期性任务
privatevoiddelayedExecute(RunnableScheledFuture<?>task){if(isShutdown())reject(task);else{super.getQueue().add(task);if(isShutdown()&&!canRunInCurrentRunState(task.isPeriodic())&&remove(task))task.cancel(false);elseensurePrestart();}}获取线程池数量
如果小于核心线程数，则启动核心线程执行任务，如果线程数为空,则启动非核心线程
voidensurePrestart(){intwc=workerCountOf(ctl.get());if(wc<corePoolSize)addWorker(null,true);elseif(wc==0)addWorker(null,false);}ScheledFutureTask的run函数获取是否是周期性任务
判断是否线程池状态是否可以执行任务，如果为true，则取消任务 3 如果是非周期性任务，则直接调用父类FutureTask的run方法， 4 如果是周期性任务，则调用FutureTask的runAndReset函数， 如果该函数返回为true，则调用setNextRunTime设置下一次运行的时间， 并且还行reExecutePeriodic再次执行周期性任务。
publicvoidrun(){booleanperiodic=isPeriodic();if(!canRunInCurrentRunState(periodic))cancel(false);elseif(!periodic)ScheledFutureTask.super.run();elseif(ScheledFutureTask.super.runAndReset()){setNextRunTime();reExecutePeriodic(outerTask);}}判断线程池是否处于可执行任务的状态，如果为true，则重新将设置下一次运行时间的任务加入父类的等待队列，
如果线程池处于不可运行任务的状态，则并且从等待队列中移除成功， 调用任务的取消操作，否则调用ensurePrestart确保启动线程执行任务
voidreExecutePeriodic(RunnableScheledFuture<?>task){if(canRunInCurrentRunState(true)){super.getQueue().add(task);if(!canRunInCurrentRunState(true)&&remove(task))task.cancel(false);elseensurePrestart();}}DelayedWorkQueue类核心函数DelayedWorkQueue是继承AbstractQueue，并实现BlockingQueue接口
<Runnable>implementsBlockingQueue<Runnable>{核心字段
//初始容量为_CAPACITY=16;//等待队列，只能保存RunnableScheledFuture对象privateRunnableScheledFuture<?>[]queue=newRunnableScheledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];//锁privatefinalReentrantLocklock=newReentrantLock();//对俄大小privateintsize=0;//leader线程，表示最近需要执行的任务的线程。privateThreadleader=null;//条件锁=lock.newCondition();offer函数:
将添加的参数转换成RunnableScheledFuture对象。
加全局锁。
获取当前队列的size，如果等于队列的长度，则嗲用grow扩容，增加50%的数组长度。
size加1。
如果数组为0，则将加入的对象放在索引为0的位置，然后设置ScheledFutureTask的heapIndex的索引(便于后续快速删除)。
调用siftUp做堆的上浮操作，这里是小根堆的操作。
如果队列中第一个元素是传入的对象，则将laader设置null
释放锁
返回true
publicbooleanoffer(Runnablex){if(x==null)thrownewNullPointerException();RunnableScheledFuture<?>e=(RunnableScheledFuture<?>)x;finalReentrantLocklock=this.lock;lock.lock();try{inti=size;if(i>=queue.length)grow();size=i+1;if(i==0){queue[0]=e;setIndex(e,0);}else{siftUp(i,e);}if(queue[0]==e){leader=null;available.signal();}}finally{lock.unlock();}returntrue;}siftUp主要就是做小根堆的上移操作，从if (key.compareTo(e) >= 0) 看出，如果key大于parent索引的元素，则停止。
/***Createsanew{@codeScheledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@{@codecorePoolSize<0}*/(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}0poll函数
加锁
获取队列中索引为0的云元素，若果为null或者第一个元素的执行时间戳时间大于当前时间则直接返回null,否则调用finishPoll将第一个元素返回.
释放锁
/***Createsanew{@codeScheledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@{@codecorePoolSize<0}*/(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}1将队列size 减 1
获取队列中队列中最后一个元素，并且设置队列最后一个为null
最后一个元素不为null，则调用sfitdown进行，将最后一个元素设置到索引为0的位置，将下移操作，重新调整小根堆。
ScheledFutureTask的heapIndex为-1
/***Createsanew{@codeScheledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@{@codecorePoolSize<0}*/(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}2ScheledFutureTask的compareTo函数ScheledFutureTask实现compareTo方法逻辑
首先比较是否是同一个对象
若果是ScheledFutureTask对象，则比较time的大小，time是下一次执行的任务的时间戳，如果不是，则比较 getDelay的时间大小
/***Createsanew{@codeScheledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@{@codecorePoolSize<0}*/(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}3ScheledThreadPoolExecutor的take函数就是ThreadPoolExecutor的从任务队列中获取任务,没有任务则一直等待(这里是线程数小于核心线程数的情况)
加可中断锁
获取队列中第一个元素的任务，从前面可以知道此任务执行的时间戳最小的任务
如果第一个任务为空，则再全局的锁的条件锁上等待，
如果第一个任务不为空，则获取延迟时间，如果延时时间小于0，说明第一个任务已经到时间了，则返回第一个任务。
如果leader线程不为空，则让线程在全局锁的条件锁上等待
如果leader为空，则将获取第一个任务的当前线程赋值为leader变量。
在全局锁的条件锁上等待delay纳秒, 等待结束后，如果当前线程还是等于leader线程，则重置leader为空
最后判断 leader为空并且第一个任务不为空，则唤醒全局锁上条件锁的等待的线程。
释放全局锁。
/***Createsanew{@codeScheledThreadPoolExecutor}withthe*givencorepoolsize.**@,even*iftheyareidle,unless{@codeallowCoreThreadTimeOut}isset*@{@codecorePoolSize<0}*/(intcorePoolSize){super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,newDelayedWorkQueue());}4总结 综合前面所述，线程池从DelayedWorkQueue每次取出的任务就是延迟时间最小的任务, 若果到达时间的任务,则执行任务，否则则用条件锁Conditon的wait进行等待,执行完后，则用signal进行唤醒下一个任务的执行。
⑵ 什么是Quartz
要理解Quartz，我们先从Java自带的Timer开始。Timer类提供了简单的定时任务调度机制，允许您安排任务在指定时间点执行或以固定时间间隔重复执行。Timer基于后台线程和任务队列运行，当您调度一个任务时，该任务被添加到队列中并根据指定的时间点或间隔安排执行。
使用Timer时，您需遵循以下步骤：首先创建一个TimerTask对象，这是定义定时任务逻辑的基础。接着，使用Timer对象的schele()方法调度任务，该方法接受TimerTask对象和表示任务执行时间或间隔的参数。最后，如果需要取消任务，可以使用Timer的cancel()方法。
然而，从Java 5开始，推荐使用更加强大和灵活的ScheledExecutorService接口来替代Timer类，以支持更高级的任务调度需求。ScheledExecutorService接口扩展了ExecutorService接口，允许执行延迟任务或以固定时间间隔重复任务。Java提供了两个实现ScheledExecutorService接口的类：ScheledThreadPoolExecutor和SingleThreadScheledExecutor。
Quartz是一个功能强大的开源任务调度框架，专门用于在Java应用程序中执行作业和触发器的调度。Quartz包含许多组件和注解，用于定义和管理作业的调度和执行。其核心组件包括调度器、任务和触发器，分别负责任务的调度、执行和触发。
调度器（Scheler）是Quartz中的关键组件，负责将任务（Job）和触发器（Trigger）结合在一起，并按照触发器定义的时间触发任务执行。任务（Job）是一个接口，包含了一个名为void execute(JobExecutionContext context)的方法，用于定义需要执行的任务逻辑。JobDetail则是一个用于描述Job实现类及其相关静态信息的对象，如任务在scheler中的组名等。
触发器（Trigger）定义了触发事件，可以是固定时间点或固定时间间隔。触发器包括SimpleTrigger和CronTrigger两种类型，其中SimpleTrigger用于循环执行固定时间间隔的任务，而CronTrigger则允许根据Cron表达式定义出各种复杂的调度方案。此外，触发器可以与Calendar关联，用于排除在特定日历时间（如法定假日）内执行任务。
在Quartz中，任务状态包括start（开始）、stop（停止）、pause（暂停）和resume（重试）。SchelerFactory用于创建Scheler，提供两种方式：StdSchelerFactory用于读取classpath下的quartz.properties配置文件来实例化Scheler，而DirectSchelerFactory则允许在代码中直接配置Scheler参数。
JobDetailMap和Trigger中的JobDataMap在Quartz中允许您访问参数，以便在任务执行时访问和使用这些参数。任务类可以通过实现定时任务业务逻辑，并在调度器配置类中通过Spring Boot容器启动后自动启动任务调度来实现。监听配置文件并启动Scheler，任务调度即告完成。