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Spring-Schedule框架的@Scheduled注解继承问题

 景昕的花园 2023-10-10 发布于北京

问题

    在我们的项目中,有这样两个类(示意):

@Componentpublic class FatherScheduler {    @Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?")    public void execute() {        System.out.println(new Date() + " 执行任务的类是:" + this.getClass());    }}
@Componentpublic class SonSchedulerImpl extends FatherScheduler { @Override @Scheduled(cron = "1/10 * * * * ?") public void execute() { super.execute(); }}

    这是一对父子类。FatherScheduler定义了一个定时任务,并利用Spring-Scheduler注解声明了每10秒调度执行一次。SonSchedulerImpl继承了FatherScheduler,重写了该定时任务的注解。

    线上系统中,我们已有一个逻辑比较完备的定时任务父类;子类只需要修改父类的一个注入实例、修改cron表达式即可。所以出现了这样的类结构。

我们希望父类定义的定时任务在启动后的第0/10/20/30……秒启动执行;子类定时任务则在第1/11/21/31……秒启动执行。从代码上看似乎没有问题,但是实际执行结果是这样的:

Tue Jul 30 10:54:40 CST 2019 执行任务的类是:class net.loyintean.blog.scheduer.FatherSchedulerTue Jul 30 10:54:40 CST 2019 执行任务的类是:class net.loyintean.blog.scheduer.SonSchedulerImplTue Jul 30 10:54:41 CST 2019 执行任务的类是:class net.loyintean.blog.scheduer.SonSchedulerImplTue Jul 30 10:54:50 CST 2019 执行任务的类是:class net.loyintean.blog.scheduer.FatherSchedulerTue Jul 30 10:54:50 CST 2019 执行任务的类是:class net.loyintean.blog.scheduer.SonSchedulerImplTue Jul 30 10:54:51 CST 2019 执行任务的类是:class net.loyintean.blog.scheduer.SonSchedulerImpl

    也就是说,父类定时任务确实是按照我们的期望在调度执行。但是子类定时任务……在我们的预期之外,它多做了一次调度,而且调度规律与父类相同(红色字体部分)。虽然我们对定时任务都做了幂等处理,即使多跑了几次也只是浪费点服务器性能而已,但是代码应该做且只做我们要做的事,不应该做多余的事——否则说不定哪天“天网”系统就要诞生了哈哈。

原因

    从代码运行表现来看,似乎是Spring-Scheduler在为子类注册定时任务时,除了解析子类重写方法上的@Scheduled注解之外,还把父类方法上的注解也解析了一遍。但是到底是不是这样,还是要去找注册定时任务的相关代码。

    找到@Scheduled注解,可以看到它在的javadoc中已经指明了这个注解是在哪儿处理的了:

Processing of {@code @Scheduled} annotations is performed by registering a {@link ScheduledAnnotationBeanPostProcessor}. This can be done manually or, more conveniently, through the {@code <task:annotation-driven/>} element or @{@link EnableScheduling} annotation.
Scheduled注解的javadoc(节选)

    这也算一个启示:好好写Javadoc。一份好的Javadoc能为使用代码、维护代码的人提供很大的便利。

    ScheduledAnnotationBeanPostProcessor的定义和核心处理代码是这样的:

public class ScheduledAnnotationBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor, Ordered,      EmbeddedValueResolverAware, BeanFactoryAware, ApplicationContextAware,      SmartInitializingSingleton, ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>, DisposableBean {    @Override    public Object postProcessAfterInitialization(final Object bean, String beanName) {       Class<?> targetClass = AopUtils.getTargetClass(bean);       if (!this.nonAnnotatedClasses.contains(targetClass)) {          final Set<Method> annotatedMethods = new LinkedHashSet<Method>(1);          ReflectionUtils.doWithMethods(targetClass, new MethodCallback() {             @Override             public void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {                for (Scheduled scheduled :                      AnnotationUtils.getRepeatableAnnotation(method, Schedules.class, Scheduled.class)) {                   processScheduled(scheduled, method, bean);                   annotatedMethods.add(method);                }             }          });          if (annotatedMethods.isEmpty()) {             this.nonAnnotatedClasses.add(targetClass);             if (logger.isDebugEnabled()) {                logger.debug("No @Scheduled annotations found on bean class: " + bean.getClass());             }          }          else {             // Non-empty set of methods             if (logger.isDebugEnabled()) {                logger.debug(annotatedMethods.size() + " @Scheduled methods processed on bean '" + beanName +                      "': " + annotatedMethods);             }          }       }       return bean;    }               }

    简单看下来,其中的核心逻辑在ReflectionUtils.doWithMethods方法中。这个方法内部是这样的:

public static void doWithMethods(Class<?> clazz, ReflectionUtils.MethodCallback mc, ReflectionUtils.MethodFilter mf) {    Method[] methods = getDeclaredMethods(clazz);    Method[] var4 = methods;    int var5 = methods.length;
int var6; for(var6 = 0; var6 < var5; ++var6) { Method method = var4[var6]; if (mf == null || mf.matches(method)) { try { mc.doWith(method); } catch (IllegalAccessException var9) { throw new IllegalStateException("Not allowed to access method '" + method.getName() + "': " + var9); } } }
if (clazz.getSuperclass() != null) { doWithMethods(clazz.getSuperclass(), mc, mf); } else if (clazz.isInterface()) { Class[] var10 = clazz.getInterfaces(); var5 = var10.length;
for(var6 = 0; var6 < var5; ++var6) { Class<?> superIfc = var10[var6]; doWithMethods(superIfc, mc, mf); } }
}

    哎~果不其然地,我们在这个类里面发现了递归调用父类的代码:

if (clazz.getSuperclass() != null) {        doWithMethods(clazz.getSuperclass(), mc, mf);    }结合mc.doWith()方法的定义:new MethodCallback() {    @Override    public void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {        for (Scheduled scheduled :          AnnotationUtils.getRepeatableAnnotation(method, Schedules.class, Scheduled.class)) {               processScheduled(scheduled, method, bean);               annotatedMethods.add(method);        }    }}

    问题原因就很明显了:

    ScheduledAnnotationBeanPostProcessor在处理SonSchedulerImpl实例的时候,首先找出了子类重写过的execute()方法及其Scheduled注解,并为其注册了一个定时任务。随后,又按同样的逻辑,找到的它的父类FatherScheduler上定义的execute()方法及其Scheduled注解,又按父类的配置注册了一个定时任务。这样,同一个bean实例上就注册了两个定时任务,从而导致同一个定时任务被调度了两次。

解决方案

    解决方案有两个。

    首先就是……父类方法上不要注解@Scheduled。为了能尽量复用代码、又能不在父类上注解@Scheduled,我们最后把代码改成了这样:

public class FatherScheduler {        public void execute() {        System.out.println(new Date() + " 执行任务的类是:" + this.getClass());    }}
@Componentpublic class SonSchedulerImpl extends FatherScheduler { @Override @Scheduled(cron = "1/10 * * * * ?") public void execute() { super.execute(); }}
@Componentpublic class DaughterSchedulerImpl { @Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?") public void execute() { super.execute(); }}

    也就是父类只定义业务逻辑,不做@Scheduled注解。两个子类分别注解。

    另一种方式更彻底一些:升级Spring版本。这个问题目前已知是在4.1.6.RELEASE版本中出现的;在最新版的5.1.8RELEASE中已经被修复了。这个版本中调用ReflectionUtils.doWithMethods时,传入的是这样的一个回调方法:

ReflectionUtils.doWithMethods(currentHandlerType, method -> {      Method specificMethod = ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, targetClass);      T result = metadataLookup.inspect(specificMethod);      if (result != null) {         Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(specificMethod);         if (bridgedMethod == specificMethod || metadataLookup.inspect(bridgedMethod) == null) {            methodMap.put(specificMethod, result);         }      }   }, ReflectionUtils.USER_DECLARED_METHODS);}

    注意其中的这一行代码:

Method specificMethod = ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, targetClass);

    这行代码的作用在于,从targetClass上找出它重写过的method方法。在出现问题的流程中,targetClass始终指向子类SonSchedulerImpl;而method则会随着ReflectionUtils.doWithMethods的递归调用而从SonSchedulerImpl#execute()方法变成了FatherScheduler#execute()方法。但是,经过ClassUtils.getMostSpecificMethod()方法的处理后,我们最终得到的specificMethod仍是子类重写的SonSchedulerImpl#execute()方法,而非父类上原生的FatherScheduler#execute()方法。这样一来,后续处理中也就只会按照子类方法上的@Scheduled注解来注册定时任务了。

    这是第二个启示:框架工具应及时升级,以避免踩中别人已经填上的坑。

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