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Quartz

一、初识 Quartz

1.1 背景

1.1 Quartz概念

Quartz 是 OpenSymphony 开源组织的一个 Java 开源项目, 在 2009 被 Terracotta 收购。Quartz官网

1.2 Quartz 任务调度主要元素

  • Job(任务):具体要执行的业务逻辑,比如:发送短信、发送邮件、访问数据库、同步数据等。
  • Trigger(触发器):用来定义 Job 触发条件、触发时间,触发间隔,终止时间等。
  • Scheduler(调度器):Scheduler 启动 Trigger 去执行 Job

其中 Trigger,Job 是元数据,Scheduler 才是任务调度的控制器。

1.3 Quartz特点

  • 强大的调度功能,例如支持多样的调度方式

  • 灵活的应用方式,例如支持任务和调度的多种组合方式

  • 分布式和集群功能,在被Terracotta收购后,在Quartz的基础上的拓展

1.4 Quartz 基本元素关系图

Quartz基本元素关系图

1.5 hello world

public class HelloJob implements Job {
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        Object trigger1 = context.getTrigger().getJobDataMap().get("trigger-1");
        Object trigger2 = context.getTrigger().getJobDataMap().get("trigger-2");
        Object job1 = context.getJobDetail().getJobDataMap().get("job-1");
        Object job2 = context.getJobDetail().getJobDataMap().get("job-2");
        Object sv = null;
        try {
            sv = context.getScheduler().getContext().get("schedulerKey");
        } catch (SchedulerException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(trigger1+":"+trigger2);
        System.out.println(job1+":"+job2);
        System.out.println(sv);
        System.out.println("hello:"+ LocalDateTime.now());
    }
}
public class QuartzTest {
    public static void main(String[] args) throws SchedulerException {
        //创建一个scheduler
        Scheduler scheduler = StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
        scheduler.getContext().put("schedulerKey", "schedulerValue");

        //创建一个Trigger
        Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                .withIdentity("myTrigger", "MyGroup")
                .usingJobData("trigger-1", "this is trigger1")
                .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(5)
                        .repeatForever()).build();
        trigger.getJobDataMap().put("trigger-2", "this is trigger1");

        //创建一个job
        JobDetail job = JobBuilder.newJob(HelloJob.class)
                .usingJobData("job-1", "this is job1")
                .withIdentity("MyJob", "MyGroup").build();
        job.getJobDataMap().put("job-2", "this is job2");

        //注册trigger并启动scheduler
        scheduler.scheduleJob(job,trigger);
        scheduler.start();

    }
}

Quartz API的关键接口是:

  • Scheduler - 与调度程序交互的主要API。
  • Job - 你想要调度器执行的任务组件需要实现的接口
  • JobDetail - 用于定义作业的实例。
  • Trigger(即触发器) - 定义执行给定作业的计划的组件。
  • JobBuilder - 用于定义/构建 JobDetail 实例,用于定义作业的实例。
  • TriggerBuilder - 用于定义/构建触发器实例。
  • Scheduler 的生命期,从 SchedulerFactory 创建它时开始,到 Scheduler调用 shutdown() 方法时结束;Scheduler 被创建后,可以增加、删除和列举 JobTrigger,以及执行其它与调度相关的操作(如暂停 Trigger)。但是,Scheduler 只有在调用 start() 方法后,才会真正地触发 trigger(即执行 job)

二、Trigger(触发器)

2.1 Trigger 定义

Trigger 也即触发器,用于定义任务调度时间规则

2.2 Trigger 属性

  1. startTime 和 endTime 所有的 Trigger 都包含 startTime、endTime 这两个属性
  2. 优先级(Priority) 触发器的优先级值默认为 5,不过注意优先级是针对同一时刻来说的,在同一时刻优先级高的先触发。假如一个触发器被执行时间为3:00,另外一个为 3:01,那么肯定是先执行时间为 3:00 的触发器。
  3. 错失触发(Misfire)策略 在任务调度中,并不能保证所有的触发器都会在指定时间被触发,假如 Scheduler 资源不足或者服务器重启的情况,就好发生错失触发的情况。

2.3 Trigger 类型

在任务调度 Quartz 中,Trigger 主要的触发器有:SimpleTrigger,CalendarIntervelTrigger,DailyTimeIntervalTrigger,CronTrigger,注意,本文所介绍的触发器都是基于 Quartz2.2.x 版本的,不同版本,触发器类型略有不同。

2.3.1 SimpleTrigger

SimpleTrigger 是一种最基本的触发器,指定从某一个时间开始,以一定的时间间隔执行的任务。

simpleSchedule()
    //.withIntervalInHours(1) //每小时执行一次
	.withIntervalInMinutes(1) //每分钟执行一次
	//.repeatForever() //次数不限
    .withRepeatCount(10) //次数为10次
    .build();//构建
2.3.2 CalendarIntervalTrigger

CalendarIntervalTrigger 和 SimpleTrigger 不同的是,SimpleTrigger 指定的时间间隔为毫秒,CalendarIntervalTrigger 支持的间隔单位有秒,分钟,小时,天,月,年,星期。

calendarIntervalSchedule()
    .withIntervalInDays(1) //每天执行一次
	//.withIntervalInWeeks(1) //每周执行一次
    .build();
2.3.3 DailyTimeIntervalTrigger

DailyTimeIntervalTrigger 和 SimpleTrigger 不同的是不仅可以支持 SimpleTrigger 支持时间间隔类型,而且还支持指定星期。

dailyTimeIntervalSchedule()
    .startingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(9, 0)) //第天9:00开始
    .endingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(15, 0)) //15:00 结束 
    .onDaysOfTheWeek(MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY) //周一至周五执行
    .withIntervalInHours(1) //每间隔1小时执行一次
    .withRepeatCount(100) //最多重复100次(实际执行100+1次)
    .build();
2.3.4 CronTrigge

CronTrigger 适合于更复杂的任务,它支持 Linux Cron 的语法。CronTrigger 覆盖了以上三种 Trigger 的大部分功能。

CronTrigger 的属性只有 Cron表达式,Cron 表达式需要程序员自己编写,比较复杂

cronSchedule("0 0/3 9-15 * * ?") // 每天9:00-15:00,每隔3分钟执行一次
    .build();

cronSchedule("0 30 9 ? * MON") // 每周一,9:30执行一次
.build();

weeklyOnDayAndHourAndMinute(MONDAY,9, 30) //等同于 0 30 9 ? * MON 
    .build();

Cron表达式

位置 时间域 允许值 特殊值
1 0-59 ,- * /
2 分钟 0-59 ,- * /
3 小时 0-23 ,- * /
4 日期 1-31 ,- * ? / L W C
5 月份 1-12 ,- * /
6 星期 1-7 ,- * ? / L C #
7 年份(可选) 1-31 ,- * /
  • 星号():可用在所有字段中,表示对应时间域的每一个时刻,例如, 在分钟字段时,表示“每分钟”;

  • 问号(?):该字符只在日期和星期字段中使用,它通常指定为“无意义的值”,相当于点位符;

  • 减号(-):表达一个范围,如在小时字段中使用“10-12”,则表示从10到12点,即10,11,12;

  • 逗号(,):表达一个列表值,如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”,则表示星期一,星期三和星期五;

  • 斜杠(/):x/y表达一个等步长序列,x为起始值,y为增量步长值。如在分钟字段中使用0/15,则表示为0,15,30和45秒,而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50,你也可以使用*/y,它等同于0/y;

  • L:该字符只在日期和星期字段中使用,代表“Last”的意思,但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中,表示这个月份的最后一天,如一月的31号,非闰年二月的28号;如果L用在星期中,则表示星期六,等同于7。但是,如果L出现在星期字段里,而且在前面有一个数值X,则表示“这个月的最后X天”,例如,6L表示该月的最后星期五;

  • W:该字符只能出现在日期字段里,是对前导日期的修饰,表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日,如果该月15号是星期六,则匹配14号星期五;如果15日是星期日,则匹配16号星期一;如果15号是星期二,那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月,如你指定1W,如果1号是星期六,结果匹配的是3号星期一,而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期,而不能指定日期范围;

  • LW组合:在日期字段可以组合使用LW,它的意思是当月的最后一个工作日;

  • 井号(#):该字符只能在星期字段中使用,表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五,#3表示当前的第三个),而4#5表示当月的第五个星期三,假设当月没有第五个星期三,忽略不触发;

  • C:该字符只在日期和星期字段中使用,代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期,如果日期没有被关联,则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。

Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感,对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。

三、Scheduler(任务调度器)

3.1 Scheduler定义

Scheduler 就是任务调度控制器,Scheduler 有两个重要组件:ThreadPool 和 JobStore。

注意:Job 和 Trigger 需要存储下来才可以被使用。

ThreadPool 就是线程池,所有的任务都会被线程池执行

JobStore 是来存储运行时信息的,包括 Trigger,Scheduler,JobDetail,业务锁等等。JobStore 实现有 RAMJob(内存实现),JobStoreTX(JDBC,事务由Quartz管理),JobStoreCMT(JDBC,使用容器事务),ClusteredJobStore(集群实现)等等

注意:Job和Trigger需要存储下来才可以被使用。

3.2 Schedule种类

Schedule有三种:

  • StdScheduler

  • RemoteMBeanScheduler

  • RemoteScheduler

其中StdScheduler最常用。

3.3 Schedule工厂

Schedule是由Schedule工厂创建的,有DirectSchedulerFactory或者StdSchedulerFactory,StdSchedulerFactory使用比较多

四、 Job(任务)

4.1 Job定义

Job:也就是表示被调度的任务.JobDetail是任务的定义,而Job是任务的执行逻辑。在JobDetail里会引用一个Job Class定义

4.2 Job类型

Job有两种类型:无状态的(stateless)和有状态的(stateful)

区别在于:对于同一个Trigger来说,有状态的Job不能异步执行,也就是说需要等上一个任务Job执行完成后,才可以触发下一次执行。

4.3 Job属性

Job的属性有两种:volatility和durability

volatility表示任务是否持久化到数据库存储; durability表示在没有Trigger关联的条件下是否保留。 volatility和durability都是boolean类型。

五、Quartz线程

5.1 Quartz线程分类

在Quartz中,线程分为Scheduler调度线程和任务执行线程。 Scheduler调度线程主要有:执行常规调度的线程和执行misfired trigger的线程。

执行常规调度的线程(Regular Scheduler Thread):轮询查询存储的所有触发器,到达触发时间,就从线程池获取一个空闲的线程,执行与触发器关联的任务。 执行错失调度的线程(Misfire Scheduler Thread):Misfire线程扫描所有的触发器,检查是否有misfired的线程,也就是没有被执行错过的线程,有的话根据misfire的策略分别处理。