ThreadPoolTaskScheduler 是 Spring Framework 提供的一个任务调度器，用于在多线程环境下执行定时任务。它基于线程池来管理任务的执行，可以根据配置的参数来控制线程池的大小、任务队列的大小等，从而灵活地控制任务的并发执行情况。

ThreadPoolTaskScheduler 的运行原理主要包括以下几个关键点：

线程池管理：ThreadPoolTaskScheduler 使用 ThreadPoolExecutor 作为底层的线程池管理器。通过配置 corePoolSize 和 maxPoolSize 可以控制线程池的核心线程数和最大线程数。当任务数超过核心线程数时，新任务会被放入任务队列中等待执行，直到队列满后才会创建新的线程执行任务，直到达到最大线程数。

任务调度：ThreadPoolTaskScheduler 使用 ScheduledExecutorService 来实现任务的调度功能。它可以执行延迟任务和周期性任务，通过调用 schedule 和 scheduleAtFixedRate 等方法来提交任务，然后由线程池中的线程来执行。

任务队列管理：ThreadPoolTaskScheduler 使用 BlockingQueue 来管理任务队列。可以通过配置 queueCapacity 来控制任务队列的大小，以避免任务过多导致内存溢出或性能下降的问题。

异常处理：ThreadPoolTaskScheduler 提供了异常处理机制，可以通过设置 errorHandler 属性来处理任务执行过程中的异常情况。默认情况下，异常会被打印到日志中，但也可以自定义实现 ErrorHandler 接口来处理异常。

1. SchedulingConfigurer

在开始介绍ThreadPoolTaskScheduler ，先从SchedulingConfigurer入手，任何自定义定时任务调度器，都要实现这个接口。

1.1 SchedulingConfigurer包括了一个方法configureTasks。

1.2 configureTasks 传入了一个ScheduledTaskRegistrar类型的对象，，通过这个对象可以配置任务调度器的各种属性。ScheduledTaskRegistrar包含了一个方法setScheduler。

1.3 可以调用 setScheduler 方法设置自定义的任务调度器实现，也可以调用 addTriggerTask 和 addCronTask 方法添加触发器任务和 cron 表达式任务。

1.4 setScheduler 方法传入了一个当前类的TaskScheduler对象。

2. TaskScheduler

askScheduler 接口是 Spring Framework 提供的一个任务调度器接口，用于管理和执行任务。

2.1 TaskScheduler接口的私有方法

schedule(Runnable task, Trigger trigger)：使用给定的触发器安排一个单次执行的任务。触发器定义了任务的执行时间。

schedule(Runnable task, Date startTime)：安排一个在给定的开始时间执行的任务。

scheduleAtFixedRate(Runnable task, Date startTime, long period)：安排一个在给定的开始时间开始执行，然后以固定速率执行的任务。

scheduleAtFixedRate(Runnable task, long period)：安排一个以给定的固定速率执行的任务，初始延迟为0。

scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Date startTime, long delay)：安排一个在给定的开始时间开始执行，然后在每次执行结束和下一次执行开始之间存在给定延迟的任务。

scheduleWithFixedDelay(Runnable task, long delay)：安排一个在给定的初始延迟后开始执行，并在每次执行结束和下一次执行开始之间存在给定延迟的任务。

这些私有方法是用于实现任务调度功能的核心方法，通过这些方法可以实现不同类型的任务调度。

注：这里涉及到一个具体的方法schedule，这里在后续实现类会介绍到。

2.2 TaskScheduler接口实现类

常见的几种 TaskScheduler 接口的实现方法包括：

ThreadPoolTaskScheduler：基于线程池的任务调度器实现，可以通过配置线程池的参数来控制任务的并发执行情况。

ConcurrentTaskScheduler：简单的任务调度器实现，直接使用当前线程来执行任务，适用于不需要并发执行的任务场景。

ScheduledExecutorTaskScheduler：基于 ScheduledExecutorService 的任务调度器实现，类似于 ThreadPoolTaskScheduler，但没有线程池的管理功能。

CustomTaskScheduler：自定义的任务调度器实现，通过实现 TaskScheduler 接口的方法来实现自定义的调度逻辑，可以根据具体的业务需求来定制任务调度器的行为。
 

3. ThreadPoolTaskScheduler

3.1 ThreadPoolTaskScheduler继承了ConcurrentTaskExecutor

3.2 该类当中有一个私有成员scheduledExecutor，他的初始化如下：

3.3 继续跟踪：

3.4 可以看到，最后初始化了一个指定核心线程数的线程池，任务调度就是通过set线程池变量来实现的。

4. 自定义任务调度demo

以上介绍了SchedulingConfigurer / TaskScheduler / ThreadPoolTaskScheduler源码调用流程，以下是一个简单的示例，展示了如何实现 SchedulingConfigurer 接口来配置任务调度器。

@Configuration
@EnableScheduling
public class MySchedulingConfigurer implements SchedulingConfigurer {

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
        taskRegistrar.setScheduler(taskExecutor());
        taskRegistrar.addTriggerTask(
            () -> {
                // 执行任务逻辑
            },
            triggerContext -> {
                // 定义任务触发规则
                CronTrigger cronTrigger = new CronTrigger("0 0/5 * * * ?");
                return cronTrigger.nextExecutionTime(triggerContext);
            }
        );
    }

    @Bean(destroyMethod="shutdown")
    public ThreadPoolTaskScheduler taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskScheduler scheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        scheduler.setPoolSize(10);
        scheduler.setThreadNamePrefix("my-scheduled-task-");
        scheduler.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        scheduler.setAwaitTerminationSeconds(60);
        return scheduler;
    }
}

5 如何提交任务（重点★★★★★）

5.1 ok，还记得2.1节，在TaskScheduler接口当中，有一个方法schedule吗!

我们还是以ThreadPoolTaskScheduler实现类为例。

5.2 追踪开始

注意，这里调用了ReschedulingRunnable的schedule方法！！！

5.3 观察schedule的实现过程。

this.trigger.nextExecutionTime(this.triggerContext);根据当前的触发器 (trigger) 和触发器上下文 (triggerContext) 计算下一次任务执行的时间，并将结果赋值给 scheduledExecutionTime。

整个方法是根据触发器计算下一次任务的执行时间，然后使用线程池调度器安排任务在计算出的时间执行。

5.4 schedule方法下面，重写了run方法。

记录任务实际执行的时间。
调用父类的 run 方法，执行任务的主要逻辑。

记录任务执行完成的时间。

使用 triggerContextMonitor 对象进行同步，确保多线程环境下的安全访问。

this.triggerContext.update(this.scheduledExecutionTime, actualExecutionTime, completionTime);更新触发器上下文 (triggerContext)，将预定执行时间、实际执行时间和完成时间传入，以便后续触发器的计算和任务状态的更新。

if (!obtainCurrentFuture().isCancelled()) { schedule(); }：如果当前任务的 ScheduledFuture 对象未被取消，则重新调度任务，即再次调用 schedule() 方法安排下一次执行。

这个方法的作用是在任务执行完成后，更新触发器上下文，并根据当前任务的状态决定是否重新安排下一次执行。

5.5 父类的 run 方法

这个类的作用是提供一个可以处理错误的 Runnable 包装类，通过在 run 方法中捕获异常并调用错误处理器来处理异常，从而保证任务执行过程中的异常不会导致整个程序崩溃，并且可以在异常发生时进行相应的处理。

我们在实际实现过程中，可以自定义自己的Runnable 实现方法。

public class MyRunnable implements Runnable {

    private String message;

    public MyRunnable(String message) {
        this.message = message;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Executing MyRunnable with message: " + message);
        // 添加自己的逻辑代码
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable("Hello, world!");
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();
    }
}

6 自定义任务调度器实现全流程demo（仅作参考）

@Configuration
@EnableScheduling
public class MySchedulingConfigurer implements SchedulingConfigurer {

    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
        taskRegistrar.setScheduler(taskExecutor());
        taskRegistrar.addTriggerTask(
            new MyRunnable("Hello, world!"),
            triggerContext -> {
                // 定义触发器，每隔一段时间执行一次
                CronTrigger cronTrigger = new CronTrigger("0/5 * * * * ?");
                return cronTrigger.nextExecutionTime(triggerContext);
            }
        );
    }

    @Bean(destroyMethod="shutdown")
    public ThreadPoolTaskScheduler taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskScheduler scheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        scheduler.setPoolSize(10);
        return scheduler;
    }

    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
        context.register(MySchedulingConfigurer.class);
        context.refresh();
    }
}

看了一下午spring源码，轮子造起来！！！