Scheduling 이란?

일정시간 간격으로 반복적인 작업을 수행하는 도구
배치 스케줄링과 다른 점:
- 배치 프로그램은 대량의 데이터를 처리하는 작업을 자동화 하는 프로그램을 의미한다.
- 배치 프로그램은 일괄 처리를 위한 프로그램이며 정해진 시간에 실행되지 않고 사용자의 명령이 있을 때 실행한다.
- 스케줄러는 정해진 시간에 자동으로 실행되는 프로그램이며 주기적으로 실행되는 작업을 설정할 수 있다.

java.util.Timer, Spring Scheduler, Quartz등을 활용해서 스케줄링 기능을 활용할 수 있다.

java.util.Timer

기본적인 자바 타이머 클래스: Java SE에서 제공하는 가장 기본적인 타이머 클래스. 순수 자바에서 사용
TimerTask 인터페이스: TimerTask 인터페이스를 구현한 클래스를 스케줄링하여 특정 시간에 작업을 실행
단순한 스케줄링: 간단한 스케줄링 작업에 적합하며, 크론 표현식과 같은 복잡한 스케줄링 기능은 지원하지 않음
스프링과의 통합: 스프링 환경에서 사용하기 위해 별도의 설정이 필요하며, 스프링 컨테이너와의 통합이 자연스럽지 않음
제한적인 기능: 스케줄링 기능 외에 부가적인 기능은 거의 제공하지 않음

비교 항목	java.util.Timer	Spring Scheduler
복잡도	간단	복잡한 스케줄링도 가능
스프링 통합	별도 설정 필요	스프링 컨테이너와 긴밀하게 통합
기능	기본적인 스케줄링 기능만 제공	크론 표현식 지원, 스프링 AOP 활용 등
사용 편의성	상대적으로 낮음	높음

java.util.Timer:
- 간단한 스케줄링 작업
- 스프링 환경이 아닌 일반적인 자바 애플리케이션
- 복잡한 스케줄링 기능이 필요하지 않은 경우
@Scheduled:
- 스프링 부트 환경에서 스케줄링 작업
- 크론 표현식을 사용한 다양한 주기의 작업
- 스프링 컨테이너와의 통합이 필요한 경우
- 부가적인 기능(로깅, 트랜잭션 관리 등)이 필요한 경우

스프링 스케줄러란?

스프링 스케줄러는 마치 알람 시계처럼, 특정 시간이나 주기적으로 특정 작업을 자동으로 실행시켜주는 스프링 프레임워크의 기능

스프링 스케줄러를 사용하면 좋은 이유

예를 들어,

매일 새벽 2시에 백업 작업 실행하기
1시간마다 서버 상태를 체크하고 로그에 기록하기
특정 요일에만 특정 기능을 실행하기
와 같은 작업들을 스케줄러를 통해 자동화할 수 있다.
정기적인 작업 자동화: 매일, 매주, 매달 등 정해진 주기에 따라 반복되는 작업들을 일일이 수동으로 실행할 필요가 없다.
시스템 관리 효율성 향상: 시스템 상태를 주기적으로 점검하거나, 로그를 정리하는 등의 작업을 자동화하여 관리 부담을 줄일 수 있다.
데이터 백업: 중요한 데이터를 정기적으로 백업하여 데이터 손실 위험을 줄일 수 있다.
배치 작업 실행: 대량의 데이터 처리와 같은 배치 작업을 스케줄링하여 시스템 부하를 분산시킬 수 있다.

어떤 상황에서 사용하면 좋을까?

정기적인 보고서 생성: 매일 아침, 특정 시간에 매출 보고서를 생성하여 관련 부서에 전달해야 할 경우
캐시 데이터 초기화: 웹 서버의 캐시 데이터를 정기적으로 초기화하여 최신 데이터를 제공해야 할 경우
데이터베이스 백업: 중요한 데이터베이스를 매일 밤 자정에 백업해야 할 경우
시스템 상태 점검: 서버의 CPU 사용률, 메모리 사용량 등을 주기적으로 점검하여 문제 발생 시 알림을 받아야 할 경우
로그 파일 정리: 로그 파일이 너무 커져 디스크 공간을 많이 차지하는 경우, 스케줄러를 통해 일정 기간이 지난 로그 파일을 자동으로 삭제하기

사용 예시

@Configuration
@EnableScheduling
public class SchedulingConfiguration {

    @Scheduled(cron = "0 0 * * * ?") // 매일 자정에 실행
    public void scheduleTaskWithFixedRate() {
        System.out.println("매일 자정에 실행되는 스케줄링 작업");
    }
}

위 예시는 매일 자정에 scheduleTaskWithFixedRate 메소드를 실행하는 간단한 스케줄링 설정이다. @Scheduled 애노테이션을 사용하여 스케줄링 정보를 설정하고, cron 속성을 통해 실행 주기를 지정한다.

@Scheduled(cron = "0 0 2 * * ?") // 매일 새벽 2시에 실행
public void backupData() {
    // 데이터 백업 로직
}

Cron 표현식이란?

Cron 표현식은 특정 시간이나 주기를 나타내는 일종의 시간 표현식
스프링 스케줄러뿐만 아니라 다양한 시스템에서 정기적인 작업을 예약할 때 사용된다.
쉽게 말해, “매일 새벽 2시에”, “매월 첫째 주 월요일 오후 3시에”와 같이 언제 작업을 실행할지를 정확하게 지정하는 방법이라고 생각하면 된다.

Cron 표현식의 구조

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Cron 표현식은 일반적으로 다음과 같은 형식으로 구성된다.

* * * * * *

각 별표(*)는 다음과 같은 의미다.

분: 0부터 59까지
시: 0부터 23까지
일: 1부터 31까지 (월의 날짜)
월: 1부터 12까지
요일: 0부터 7까지 (0 또는 7은 일요일)
년도 (선택 사항): 1970부터 2099까지

예시

매일 새벽 2시에 실행: 0 2 * * *
매월 첫째 날 오전 9시에 실행: 0 9 1 * *
매주 월요일 오후 5시에 실행: 0 17 * * 1
매달 15일, 30일에 실행: 0 0 15,30 * *

특수 문자

Cron 표현식에서는 다음과 같은 특수 문자를 사용하여 더욱 복잡한 조건을 설정할 수 있다.

, : 여러 값을 지정할 때 (예: 0,30은 0분과 30분을 의미)
- : 범위를 지정할 때 (예: 1-5는 1부터 5까지를 의미)
* : 모든 값을 의미
/ : 증가값을 지정할 때 사용 (예: */5는 5분 간격으로 의미)
? : 특정 필드에 해당하는 값이 없을 때 사용(예: 월별 스케줄링에서 요일 필드에 ?를 사용하면 특정 요일에 상관없이 실행)

Cron 표현식 생성 도구

온라인에서 제공되는 Cron 표현식 생성기를 통해 미리 보기 기능을 통해 결과를 확인할 수 있다.

CronMaker (7자리 크론식)

CronMaker

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Crontab guru (5자리 크론식)

Crontab guru

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주의사항

시간대: Cron 표현식은 일반적으로 서버의 시간대를 기준으로 동작한다. 따라서 서버의 시간대 설정을 정확하게 해야 한다.
표준 시간과 서머타임: 서머타임 적용 여부에 따라 스케줄이 변경될 수 있으므로 주의해야 한다.
복잡한 스케줄: 매우 복잡한 스케줄링이 필요한 경우에는 Cron 표현식 대신 스프링 배치와 같은 전문적인 배치 처리 프레임워크를 사용하는 것이 좋다.
- 크론 표현식: 간단한 반복 작업, 간단한 스케줄링
- 스프링 배치: 복잡한 로직, 대량 데이터 처리, 오류 처리, 배치 처리 모니터링(배치 처리 성능을 측정하고 분석) 등 다양한 기능을 제공하여 안정적이고 효율적인 배치 처리를 가능

Spring Boot Quartz

Java 기반의 오픈 소스 작업 ‘스케줄링 라이브러리’를 의미. 이를 사용하면 특정시간에 작업을 실행하거나 특정 간격으로 작업을 수행할 수 있다.

주요 장점

유연한 스케줄링: 다양한 트리거와 캘린더를 사용하여 복잡한 스케줄링을 구현할 수 있음
확장성: 다양한 플러그인과 커스터마이징을 통해 기능을 확장할 수 있음
안정성: 오랫동안 사용되어온 검증된 라이브러리
클러스터링: 고가용성을 위한 클러스터링 기능을 지원

스프링 스케줄러와 비교

스프링 스케줄러:
- 크론 표현식 기반의 간단한 스케줄링
- 스프링 컨테이너와의 긴밀한 통합
- @Scheduled 애노테이션을 사용한 간편한 설정
Quartz:
- 다양한 트리거(SimpleTrigger, CronTrigger, DailyTimeIntervalTrigger 등) 지원
- 캘린더를 이용한 스케줄링(SimpleTrigger 외에도 다양한 트리거를 사용하여 복잡한 스케줄링을 구현)
- 클러스터링 지원(여러 서버에서 동일한 잡을 실행해야 할 때)
- 다양한 저장소(JDBC, RAMJobStore 등) 지원
- 잡(Job) 실행 시 컨텍스트 정보 제공

언제 사용하면 좋을까?

스프링 스케줄러:
- 간단한 반복 작업 (예: 매일 밤 로그 파일 삭제, 매주 월요일 데이터 백업)
- 스프링 애플리케이션 내에서 사용하는 작은 규모의 스케줄링
Quartz:
- 복잡한 스케줄링 (예: 특정 조건에 따른 실행, 여러 개의 잡 연동)
- 대규모 분산 시스템에서의 스케줄링
- 고가용성이 요구되는 시스템

Quartz의 주요 구성 요소

Scheduler: 실제로 작업을 실행하는 엔진. 스케줄된 작업을 관리하고 실행함
Job: 실행할 작업을 정의하는 인터페이스
JobDetail: Job에 대한 상세 정보를 담고 있는 객체 Job의 이름, 그룹, 데이터 등을 설정 가능
Trigger: Job이 언제 실행될지를 결정하는 트리거. SimpleTrigger, CronTrigger 등 다양한 종류의 트리거 있음
- SimpleTrigger:
  - 특정 시간에 시작하여 주기적으로 작업을 실행하도록 설정할 수 있습니다. 이때 실행 주기와 반복 횟수를 설정해야 함.
  - Trigger로 인스턴스화 해야함. TriggerBuilder를 통해 구성하며 withSchedule() 메서드를 통해서 SimpleScheduleBuilder를 구성.
- CronTrigger:
  - UNIX cron 표현식을 사용하여 작업 실행 스케줄을 정의할 수 있음. 복잡한 실행 스케줄을 정의할 수 있으므로, 매주 특정 요일에 실행되거나 매월 특정 날에 실행되는 등의 스케줄을 설정 가능
  - Trigger 혹은 CronTrigger로 인스턴스화해야함. TriggerBuilder를 통해 구성하며 withSchedule() 메서드를 통해서 CronScheduleBuilder를 구성.

스프링 부트에서 Quartz를 적용 방법

Step1. 의존성 추가

프로젝트에 Quartz 라이브러리를 추가한다. Maven이나 Gradle을 사용하여 의존성을 관리

Step2. Job 구현

Job 인터페이스를 구현하여 실행할 작업을 정의

Step3. JobDetail 생성

JobDetail 객체를 생성하여 Job에 대한 정보를 설정

Step4. Trigger 생성

Trigger 객체를 생성하여 Job이 실행될 시점을 설정

Step5. Scheduler 생성

SchedulerFactory를 사용하여 Scheduler를 생성

Step6. Job과 Trigger 등록

Scheduler에 JobDetail과 Trigger를 등록

Step7. Scheduler 시작

Scheduler를 시작하여 스케줄된 작업을 실행합

간단한 예시

import org.quartz.*;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;

public class QuartzExample {
    public static void main(String[] args) throws SchedulerException {
        // SchedulerFactory 생성
        SchedulerFactory schedFact = new StdSchedulerFactory();
        Scheduler sched = schedFact.getScheduler();
        sched.start();

        // JobDetail 생성
        JobDetail job = JobBuilder.newJob(HelloJob.class)
                .withIdentity("myJob", "group1")
                .build();

        // Trigger 생성 (매일 오전 10시 실행)
        SimpleTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                .withIdentity("myTrigger", "group1")
                .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
                        .withIntervalInHours(24)
                        .repeatForever())
                .build();

        // Job과 Trigger 등록
        sched.scheduleJob(job, trigger);
    }

    public static class HelloJob implements Job {
        public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
            System.out.println("Hello, Quartz!");
        }
    }
}

더 복잡한 스케줄링

CronTrigger: 크론 표현식을 사용하여 유연한 스케줄링
Calendar: 특정 날짜나 시간을 제외하고 실행하도록 설정
JobDataMap: Job 실행 시 필요한 데이터를 전달
JobListener, TriggerListener: Job이나 Trigger 실행 전후에 특정 작업을 수행
클러스터링: 여러 노드에서 동일한 스케줄링 작업을 수행할 수 있도록 클러스터를 구성

크론 스케줄 예시

매월 첫째 주 월요일 오전 10시에 보고서 생성

CronTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
        .withIdentity("reportTrigger", "group1")
        .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 10 1 ? * MON#1"))
        .build();

특정 날짜에 한번만 실행하는 예시

Date runDate = new Date(); // 실행할 날짜 설정
SimpleTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
        .withIdentity("singleTrigger", "group1")
        .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
                .withRepeatCount(0))
        .startAt(runDate)
        .build();

작업 실행 후 일정 시간 후에 다시 실행 예시

SimpleTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
        .withIdentity("repeatTrigger", "group1")
        .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
                .withIntervalInSeconds(30)
                .repeatForever())
        .build();

특정 시간대에만 실행 예시

CronTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
        .withIdentity("timeRangeTrigger", "group1")
        .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 0 9-17 * * ?")) // 오전 9시부터 오후 5시까지 매시간 0분에 실행
        .build();

스프링 부트와 Quartz 통합

스프링 부트에서는 Quartz를 쉽게 사용할 수 있도록 다양한 스타터를 제공한다. 스프링 부트 설정 파일에서 Quartz 설정을 추가하고, @Scheduled 애노테이션과 유사하게 Job을 정의하면 된다.

Reference

Cron expression
Quartz
spring-quartz-schedule
Spring Boot Quartz 상세 이해하기 -2 : 주요 메서드 및 흐름, 처리과정

Spring - Scheduling 방식

Scheduler, Cron 표현식, Quartz

Scheduling 이란?

java.util.Timer

스프링 스케줄러란?

스프링 스케줄러를 사용하면 좋은 이유

어떤 상황에서 사용하면 좋을까?

사용 예시

Cron 표현식이란?

Cron 표현식의 구조

예시

특수 문자

Cron 표현식 생성 도구

CronMaker (7자리 크론식)

Crontab guru (5자리 크론식)

주의사항

Spring Boot Quartz

주요 장점

스프링 스케줄러와 비교

언제 사용하면 좋을까?

Quartz의 주요 구성 요소

스프링 부트에서 Quartz를 적용 방법

Step1. 의존성 추가

Step2. Job 구현

Step3. JobDetail 생성

Step4. Trigger 생성

Step5. Scheduler 생성

Step6. Job과 Trigger 등록

Step7. Scheduler 시작

더 복잡한 스케줄링

크론 스케줄 예시

특정 날짜에 한번만 실행하는 예시

작업 실행 후 일정 시간 후에 다시 실행 예시

특정 시간대에만 실행 예시

스프링 부트와 Quartz 통합

Reference

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