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任务调度框架Quartz原理简介

任务调度框架Quartz原理简介

作者: Java高级架构狮 | 来源:发表于2019-07-28 21:35 被阅读23次

    第一章 Quartz

    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

    Quartz任务调度的主要元素有:

    • Trigger(触发器)
    • Scheduler(任务调度器)
    • Job(任务)

    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

    第二章 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

    startTime和endTime

    所有的Trigger都包含startTime、endTime这两个属性

    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。

    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,本博客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。

    SimpleTrigger的属性有:

    • repeatInterval重复间隔
    • repeatCount重复次数,实际执行次数是repeatCount+1。
    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。

    CalendarIntervalTrigger的属性有:

    • interval 执行间隔
    • intervalUnit 执行间隔的单位(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。

    DailyTimeIntervalTrigger的属性有:

    • startTimeOfDay 每天开始时间
    • endTimeOfDay 每天结束时间
    • daysOfWeek 需要执行的星期
    • interval 执行间隔
    • intervalUnit 执行间隔的单位(秒,分钟,小时,天,月,年,星期)
    • repeatCount 重复次数
    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

    • 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。

    第三章 Scheduler(任务调度器)

    3.1Scheduler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

    第四章 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。

    第五章 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。

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