分布式定时任务框架Quartz总结和实践（1）
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一、概述
Quartz是OpenSymphony开源组织在Job scheduling领域又一个开源项目，它可以与J2EE与J2SE应用程序相结合也可以单独使用。Quartz可以用来创建简单或为运行十个，百个，甚至是好几万个Jobs这样复杂的程序。Jobs可以做成标准的Java组件或 EJBs。
1.特性
- 支持多任务调度和管理，Quartz可以在数据库中存储多个定时任务进行作业调度，可以实现定时任务的增删改查等管理。
- 纯Java实现，可以作为独立的应用程序，也可以嵌入在另一个独立式应用程序运行。
- 强大的调度功能，Spring默认的调度框架，灵活可配置。
- 作业持久化，调度环境持久化机制，可以保存并恢复调度现场。系统关闭数据不会丢失；灵活的应用方式，可以任意定义触发器的调度时间表，支持任务和调度各种组合，组件式监听器、各种插件、线程池等功能，多种存储方式等。
- 分布式和集群能力，可以被实例化，一个Quartz集群中的每个节点作为一个独立的Quartz使用，通过相同的数据库表来感知到另一个Quartz应用。
2.使用场景
Quartz是一个分布式的任务调度框架，在分布式环境下需要进行任务调度可以使用。
3.同类框架对比
和Spring框架中的@schedule相比，他们都能基于cron表达式执行定时任务，但明显Quartz框架的能力更强，他可以对任务进行增删改查的操作。
二、原理
1.框架
Quartz主要包括JobDetail、Trigger和Scheduler三部分，JobDetail包含了任务的实现类和任务的描述信息，Trigger决定了任务什么时候执行，Scheduler是调度器，将JobDetail和Trigger结合起来，定时定频率的执行任务。
2.组成部分说明
（1）Job
表示一个需要定时执行的任务，只需要实现Job接口的execute()方法，该方法就是定时执行的操作。Quartz 每次调度 Job 时，都重新创建一个 Job 实例，因此它不接受多个 Job 的实例。
public interface Job {
void execute(JobExecutionContext context)
throws JobExecutionException;
}
（2）JobDetail
JobDetail主要由JobKey（job的名字name和分组group）、JobClass、JobDataMap（任务相关的数据）、JobBuilder组成。他实际保存了Job的描述信息，以便运行时通过 newInstance() 的反射机制实例化 Job。
public class JobDetailImpl implements Cloneable, java.io.Serializable, JobDetail {
private String name;
private String group = Scheduler.DEFAULT_GROUP;
private String description;
private Class<? extends Job> jobClass;
private JobDataMap jobDataMap;
private boolean durability = false;
private boolean shouldRecover = false;
private transient JobKey key = null;
//省略...
}
（3）Trigger
Trigger规定触发执行Job实现类，主要有SimpleTrigger和CronTrigger两个实现类。Trigger由以下部分组成：
- TriggerKey（job的名字name和分组group）
- JobDataMap（Trigger相关的数据，同JobDetail中JobDataMap，存相同key，若value不同，会覆盖前者。）
- ScheduleBuilder（有CronScheduleBuilder、SimpleScheduleBuilder、CalendarIntervalScheduleBuilder、DailyTimeIntervalScheduleBuilder常用前2种。）
（4）Scheduler
Scheduler调度器就是为了读取触发器Trigger从而触发定时任务JobDetail。可以通过SchedulerFactory进行创建调度器，分为StdSchedulerFactory（常用）和DirectSchedulerFactory两种。
- StdSchedulerFactory使用一组属性（放在配置文件中）创建和初始化调度器，然后通过
getScheduler()方法生成调度程序。 - DirectSchedulerFactory不常用，容易硬编码。
3.cron表达式
定时任务离不开Cron表达式设置具体执行时间或执行周期，Cron表达式是一个字符串，一般有两种表达：
秒 分 小时 日 月 星期 年秒 分 小时 日 月 星期
其中，年份即为可选的，所以一般表达式为6-7个域，每个域以空格分开。其中的星期除了可以使用英文缩写，也可以用数字1-7数字来表示，注意1表示的是星期日，7表示的星期六。
*：星号，表示每个字段对应的时间域的每一个，如在日中，就是表示每天。?：问号，只能在日期和星期字段中使用，表示无意义的值，等价于点位符。-：减号，表示一个范围，如在分钟中使用5-8，则表示5-8分钟，即5、6、7、8分钟。,：逗号，表示一个列表值，如在星期中星期一和星期三使用MON,WED，也可以使用数字来表示：1,3。/：斜杠，使用x/y来表示一个等步长序列，x表示起始值，y表示步长值。如在秒字段中使用0/15，表示从0秒开始，每15秒增量，即0秒,15秒,30秒,45秒，这种就可以理解为每15秒执行任务。L：只能在日期和星期字段中使用，表示Last。在日期中，L表示月份的最后一天，如1月中的31日；在星期中，L表示星期六（或数字7）。W：只能在日期字段中使用，表示离该日期最近的工作期，不可以跨月。如10W，表示离该月10号最近的工作日，若10号为星期六，则匹配9号星期五；若10号为星期日，则匹配11号星期一；若10号为星期一，则匹配10号星期一。LW组合表示该月的最后一个工作日。C：只能在日期和星期字段中使用，表示Calendar，即计划所关联的日期，若日期未被关联，则等价于关联所有日期。如日期中使用4C，表示日期4号以后的第一天；星期中使用1C，表示星期日后的第一天。#：井号只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如6#2表示当月的第二个星期五（其中，6表示星期五，#3表示当月的第二个）. Cron示例
| Cron表达式 | 说明 |
|---|---|
| 0 0 * * * ? | 每小时0分0秒运行 |
| 0 0 1 * * ? | 每天01:00:00运行运行 |
| 0 0 1 * * ? * | 每天01:00:00运行运行，同上 |
| 0 0 1 * * ? 2021 | 2021年每天01:00:00运行 |
| 0 * 10 * * ? | 每天10点-11点之间每分钟运行一次，开始于10:00:00，结束于10:59:00 |
| 0 0/5 10 * * ? | 每天10点-11点之间每5分钟运行一次，开始于10:00:00，结束于10:59:00 |
| 0 0/5 10,15 * * ? | 每天10点-11点之间每5分钟运行一次，每天15点-16点之间每5分钟运行一次 |
| 0 0-10 10 * * ? | 每天10:00-10:10之间每分钟运行 |
| 0 10 1 ? * MON-FRI | 每周一，二，三，四，五的1:10分运行 |
| 0 10 1 1 * ? | 每月1日的1:10分运行 |
| 0 10 1 L * ? | 每月最后一天1:10分运行 |
| 0 10 1 ? * 6L | 每月最后一个星期五1:10分运行 |
| 0 10 1 ? * 6#3 | 每月第3个星期五1:10分运行 |
三、实践
1.基于Springboot的Quartz实现
（1）POM中引入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
</dependency>
（2）定义Job
import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;
/**
* @author yangnk
* @desc
* @date 2023/08/05 23:57
**/
public class MyJob implements Job {
@Override
public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
context.getJobDetail().getJobDataMap().forEach((k, v) ->{
System.out.println("key = " + k);
System.out.println("value = " + v);
System.out.println("===System.currentTimeMillis() = " + System.currentTimeMillis());
});
}
}
（3）获取JobDetail
public static JobDetail getJobDetail() {
Map<String, String> jobData = new HashMap<>();
String jobName = "schedulerJob";
String jobGroup = "schedulerGroup";
jobData.put("key00","value00");
jobData.put("key01","value01");
jobData.put("key03","value03");
JobDataMap jobDataMap = new JobDataMap();
jobDataMap.putAll(jobData);
JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(MyJob.class)
.withIdentity(jobName, jobGroup)
.usingJobData(jobDataMap)
.storeDurably()
.build();
return jobDetail;
}
（4）获取Trigger
public static Trigger getTrigger() {
//CronScheduleBuilder
String triggerName2 = "schedulerJob2";
String triggerGroup2 = "schedulerGroup2";
String jobTime = "0/1 * * * * ?";
Trigger trigger2 = TriggerBuilder
.newTrigger()
.withIdentity(triggerName2, triggerGroup2)
.startAt(DateBuilder.futureDate(1, DateBuilder.IntervalUnit.SECOND))
.withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(jobTime))
.startNow()
.build();
return trigger2;
}
（5）验证和测试结果
public static void main(String[] args) throws SchedulerException {
//StdSchedulerFactory方式，用的多
SchedulerFactory schedulerFactory = new StdSchedulerFactory();
Scheduler schedulerStd = schedulerFactory.getScheduler();
JobDetail jobDetail = getJobDetail();
Trigger trigger = getTrigger();
//执行调度
schedulerStd.scheduleJob(jobDetail, trigger);
schedulerStd.start();
}
TODO
- 补充针对Quartz增删改查任务的代码；
参考资料
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