这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 11 天，本次学习了分布式定时任务，学到了很多新知识，例如：Xxl-job框架、TCT框架等等，我的收获如下

分布式定时任务

1.1 发展历程

1.1.1 Windows批处理

举例

10分钟后windows电脑自动关机

桌面新建文本文档
修改文件内容魏"shutdown -s -t 600"，代表10分钟后关机
更改文件名为：自动关机.bat
单机上述文件

1.1.2 Windows任务计划程序

该方法只需在windows自带的计算机管理下的任务计划程序即可创建执行

1.1.3 Linux命令-CronJob

Linux系统命令，使用简单，稳定可靠
只能控制单台机器，且无法适用于其他操作系统

1.1.4 单机定时任务-Timer、Ticker

通过代码使用Timer、Ticker类即可使用

1.1.5 任务调度-Quartz

1.1.6 分布式定时任务

平台化管理
分布式部署
支持海量数据

1.1.7 什么是分布式定时任务

定时任务是指系统为了自动完成特定任务，实时、延时、周期性完成任务调度的过程，而分布式定时任务是把分散的、可靠性差的定时任务纳入统一的平台，并实现集群管理调度和分布式部署的一种定时任务的管理方式

按触发时机分类

定时任务:特定时间触发，比如今天15:15执行
延时任务:延时触发，例如：5秒后执行
周期任务:固定周期时间，或固定频率周期调度触发，比如每隔5s或者每天8点执行

1.1.8 分布式定时任务-特点

自动化:全自动完成定时任务的调度和执行
平台化:基于平台化的思维管控一系列的分布式定时任务
分布式:在分布式系统环境下运行任务调度，突破单机定时任务的性能瓶颈
伸缩性:采用集群方式部署，可以随时按需扩缩容
高可用:单点故障不影响最终任务结果，可以做到故障转移

1.1.9 分布式定时任务-执行方式

单机任务:随机触发一台机器执行任务，适用于计算量小、并发度低的任务
广播任务∶广播到所有机器上执行同一个任务，比如所有机器一起清理日志
Map任务:一个任务可以分出多个子任务，每个子任务负责一部分的计算。适用于计算量大，单机无法满足要求的任务
MapReduce任务:在Map任务的基础上，还可以对所有子任务的结果做汇总计算，适用于计算量大，并且需要对子任务结果做汇总的任务

1.1.10 业内定时框架

1.1.11 业内定时任务框架 Xxl-job

Xxl-job是大众点评员工许雪里于2015年发布的分布式任务调度平台，是一个轻量级分布式任务调度框架，其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。XXL-JOB支持分片，简单支持任务依赖，支持子任务依赖，不是跨平台的。 Xxl-job很大一个优势在于开源且免费，并且轻量级，开箱即用，操作简易，上手快，企业维护起来成本不高，因而在中小型公司使用非常广泛

1.1.12 业内定时任务框架-SchedulerX

分布式任务调度SchedulerX 2.0是阿里巴巴基于Akka 架构自研的新一代分布式任务调度平台，提供定时调度、调度任务编排和分布式批量处理等功能 SchedulerX可在阿里云付费使用。它功能非常强大，在阿里巴巴内部广泛使用并久经考验

1.1.13 业内定时任务框架-TCT

分布式任务调度服务(Tencent Cloud Task)是腾讯云自主研发的一款高性能、高可靠通用的分布式任务调度中间件，通过指定时间规则严格触发调度任务，保障调度任务的可靠有序执行。该服务支持国际通用的时间表达式、调度任务执行生命周期管理，解决传统定时调度任务单点及并发性能问题。同时，支持任务分片、流程编排复杂调度任务处理能力，覆盖广泛的任务调度应用场景

1.2 实现原理

1.2.1 核心架构

分布式定时任务核心要解决触发、调度、执行三个关键问题

触发器：Trigger，解析任务，生产触发事件
调度器：Scheduler，分配任务，管理任务生命周期
执行器：Executor，获取执行任务单元，执行任务逻辑

除此之外还需要提供一个控制台-Admin，提供任务管理和干预的功能

1.2.2 功能架构

1.2.3 控制台

基本概念

任务：Job，任务元数据
任务实例：JobInstance，周期任务会生成多个任务实例
任务结果：JobResult，任务实例运行的结果
任务历史：JobHistory，用户可以修改任务信息，任务实例对应的任务元数据可以不同。因而使用任务历史存储

任务元数据

任务元数据是用户对任务属性定义，包括任务类型调度时机、执行行为等

任务实例

任务实例是一个确定的Job的一次运行实例

1.2.4 触发器

核心职责

给定一系列任务，解析它们的触发规则，在规定的时间点触发任务的调度

设计约束

需支持大量任务
需支持秒级的调度
周期任务需要多次执行
需保证秒级扫描的高性能，并避免资源浪费

方案1

定时扫描+延时消息

方案2

时间轮

时间轮是一种高效利用线程资源进行批量化调度的一种调度模型，时间轮是一个存储环形队列，采用数组实现，数组中的每个元素可以存放一个定时任务列表

高可用

核心问题

不同业务之间，任务的调度相互影响怎么办?
负责扫描和触发的机器挂了怎么办?

解法思路

存储上，不同国别、业务做资源隔离
运行时，不同国别、业务分开执行
部署时，采用多机房集群化部署，避免单点故障，通过数据库锁或分布式锁保证任务只被触发一次

1.2.5 调度器

资源来源

业务系统提供机器资源

使用该方案的公司:
- 阿里、美团、字节等
优点
- 任务执行罗辑与业务系统共用同一份资源，利用率更高

缺点
- 更容易发生定时任务脚本影响在线服务的事故
- 不能由定时任务平台控制扩缩容

定时任务平台提供机器资源

使用该方案的公司:
- 字节等
优点
- 任务执行逻辑与业务系统提供的在线服务隔离，避免相互影响
- 可以支持优雅地扩缩容
缺点
- 消耗更多机器资源
- 需要额外为定时任务平台申请接口调用权限，而不能直接继承业务系统的权限

节点选择

随机节点执行:选择集群中一个可用的执行节点执行调度任务。适用场景:定时对账

广播执行:在集群中所有的执行节点分发调度任务并执行。适用场景:批量运维

分片执行:按照用户自定义分片逻辑进行拆分，分发到集群中不同节点并行执行，提升资源利用效率。适用场景:海量日志统计

任务分片

通过任务分片来提高任务执行的效率和资源的利用率

任务编排

使用有向无环图进行可视化任务编排

故障转移

确保部分执行单元任务失败时，任务最终成功