任務排程框架Quartz原理簡介
第一章 Quartz
1.1 Quartz概念
Quartz是OpenSymphony開源組織的一個Java開源專案, 在2009被Terracotta收購。Quartz官網
1.2 Quartz任務排程主要元素
- Quartz任務排程的主要元素有:
- Trigger(觸發器)
- Scheduler(任務排程器)
- Job(任務)
其中Trigger,Job是元資料,Scheduler才是任務排程的控制器。
1.3 Quartz特點
- 強大的排程功能,例如支援多樣的排程方式
- 靈活的應用方式,例如支援任務和排程的多種組合方式
- 分散式和叢集功能,在被Terracotta收購後,在Quartz的基礎上的拓展
1.4 Quartz基本元素關係圖
第二章 Trigger(觸發器)
2.1 Trigger定義
Trigger也即觸發器,用於定義任務排程時間規則
2.2 Trigger屬性
- startTime和endTime
所有的Trigger都包含startTime、endTime這兩個屬性 - 優先順序(Priority)
觸發器的優先順序值預設為5,不過注意優先順序是針對同一時刻來說的,在同一時刻優先順序高的先觸發。假如一個觸發器被執行時間為3:00,另外一個為3:01,那麼肯定是先執行時間為3:00的觸發器。 - 錯失觸發(Misfire)策略
在任務排程中,並不能保證所有的觸發器都會在指定時間被觸發,假如Scheduler資源不足或者伺服器重啟的情況,就好發生錯失觸發的情況。
2.3 Trigger型別
在任務排程Quartz中,Trigger主要的觸發器有:SimpleTrigger,CalendarIntervelTrigger,DailyTimeIntervalTrigger,CronTrigger,注意,本部落格所介紹的觸發器都是基於Quartz2.2.x版本的,不同版本,觸發器型別略有不同。
2.3.1 SimpleTrigger
SimpleTrigger是一種最基本的觸發器,指定從某一個時間開始,以一定的時間間隔執行的任務。
- SimpleTrigger的屬性有:
- repeatInterval重複間隔
- repeatCount重複次數,實際執行次數是repeatCount+1。
simpleSchedule()
//.withIntervalInHours(1) //每小時執行一次
.withIntervalInMinutes(1) //每分鐘執行一次
//.repeatForever() //次數不限
.withRepeatCount(10) //次數為10次
.build();//構建
2.3.2 CalendarIntervalTrigger
CalendarIntervalTrigger和SimpleTrigger不同的是,SimpleTrigger指定的時間間隔為毫秒,CalendarIntervalTrigger支援的間隔單位有秒,分鐘,小時,天,月,年,星期。
- CalendarIntervalTrigger的屬性有:
- interval 執行間隔
- intervalUnit 執行間隔的單位(秒,分鐘,小時,天,月,年,星期)
calendarIntervalSchedule()
.withIntervalInDays(1) //每天執行一次
//.withIntervalInWeeks(1) //每週執行一次
.build();
2.3.3 DailyTimeIntervalTrigger
DailyTimeIntervalTrigger和SimpleTrigger不同的是不僅可以支援SimpleTrigger支援時間間隔型別,而且還支援指定星期。
- DailyTimeIntervalTrigger的屬性有:
- startTimeOfDay 每天開始時間
- endTimeOfDay 每天結束時間
- daysOfWeek 需要執行的星期
- interval 執行間隔
- intervalUnit 執行間隔的單位(秒,分鐘,小時,天,月,年,星期)
- repeatCount 重複次數
dailyTimeIntervalSchedule()
.startingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(9, 0)) //第天9:00開始
.endingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(15, 0)) //15:00 結束
.onDaysOfTheWeek(MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY) //週一至週五執行
.withIntervalInHours(1) //每間隔1小時執行一次
.withRepeatCount(100) //最多重複100次(實際執行100+1次)
.build();
2.3.4 CronTrigge
CronTrigger適合於更復雜的任務,它支援Linux Cron的語法。CronTrigger覆蓋了以上三種Trigger的大部分功能。
CronTrigger的屬性只有;
: Cron表示式,Cron表示式需要程式設計師自己編寫,比較複雜
cronSchedule("0 0/3 9-15 * * ?") // 每天9:00-15:00,每隔3分鐘執行一次
.build();
cronSchedule("0 30 9 ? * MON") // 每週一,9:30執行一次
.build();
weeklyOnDayAndHourAndMinute(MONDAY,9, 30) //等同於 0 30 9 ? * MON
.build();
Cron表示式
位置 | 時間域 | 允許值 | 特殊值 |
---|---|---|---|
1 | 秒 | 0-59 | ,- * / |
2 | 分鐘 | 0-59 | ,- * / |
3 | 小時 | 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(可選) | 1-31 | ,- * / |
星號():可用在所有欄位中,表示對應時間域的每一個時刻,例如, 在分鐘欄位時,表示“每分鐘”;
問號(?):該字元只在日期和星期欄位中使用,它通常指定為“無意義的值”,相當於點位符;
減號(-):表達一個範圍,如在小時欄位中使用“10-12”,則表示從10到12點,即10,11,12;
逗號(,):表達一個列表值,如在星期欄位中使用“MON,WED,FRI”,則表示星期一,星期三和星期五;
斜槓(/):x/y表達一個等步長序列,x為起始值,y為增量步長值。如在分鐘欄位中使用0/15,則表示為0,15,30和45秒,而5/15在分鐘欄位中表示5,20,35,50,你也可以使用*/y,它等同於0/y;
L:該字元只在日期和星期欄位中使用,代表“Last”的意思,但它在兩個欄位中意思不同。L在日期欄位中,表示這個月份的最後一天,如一月的31號,非閏年二月的28號;如果L用在星期中,則表示星期六,等同於7。但是,如果L出現在星期欄位裡,而且在前面有一個數值X,則表示“這個月的最後X天”,例如,6L表示該月的最後星期五;
W:該字元只能出現在日期欄位裡,是對前導日期的修飾,表示離該日期最近的工作日。例如15W表示離該月15號最近的工作日,如果該月15號是星期六,則匹配14號星期五;如果15日是星期日,則匹配16號星期一;如果15號是星期二,那結果就是15號星期二。但必須注意關聯的匹配日期不能夠跨月,如你指定1W,如果1號是星期六,結果匹配的是3號星期一,而非上個月最後的那天。W字串只能指定單一日期,而不能指定日期範圍;
LW組合:在日期欄位可以組合使用LW,它的意思是當月的最後一個工作日;
井號(#):該字元只能在星期欄位中使用,表示當月某個工作日。如6#3表示當月的第三個星期五(6表示星期五,#3表示當前的第三個),而4#5表示當月的第五個星期三,假設當月沒有第五個星期三,忽略不觸發;
C:該字元只在日期和星期欄位中使用,代表“Calendar”的意思。它的意思是計劃所關聯的日期,如果日期沒有被關聯,則相當於日曆中所有日期。例如5C在日期欄位中就相當於日曆5日以後的第一天。1C在星期欄位中相當於星期日後的第一天。
Cron表示式對特殊字元的大小寫不敏感,對代表星期的縮寫英文大小寫也不敏感。
第三章 Scheduler(任務排程器)
3.1Scheduler定義
Scheduler就是任務排程控制器,Scheduler有兩個重要元件:ThreadPool和JobStore。
注意:Job和Trigger需要儲存下來才可以被使用。
ThreadPool就是執行緒池,所有的任務都會被執行緒池執行
JobStore是來儲存執行時資訊的,包括Trigger,Scheduler,JobDetail,業務鎖等等。JobStore實現有RAMJob(記憶體實現),JobStoreTX(JDBC,事務由Quartz管理),JobStoreCMT(JDBC,使用容器事務),ClusteredJobStore(叢集實現)等等
注意:Job和Trigger需要儲存下來才可以被使用。
3.2 Schedule種類
- Schedule有三種:
- StdScheduler
- RemoteMBeanScheduler
- RemoteScheduler
其中StdScheduler最常用。
3.3 Schedule工廠
Schedule是由Schedule工廠建立的,有DirectSchedulerFactory或者StdSchedulerFactory,StdSchedulerFactory使用比較多
第四章 Job(任務)
4.1 Job定義
Job:也就是表示被排程的任務.JobDetail是任務的定義,而Job是任務的執行邏輯。在JobDetail裡會引用一個Job Class定義
4.2 Job型別
Job有兩種型別:無狀態的(stateless)和有狀態的(stateful)
區別在於:對於同一個Trigger來說,有狀態的Job不能非同步執行,也就是說需要等上一個任務Job執行完成後,才可以觸發下一次執行。
4.3 Job屬性
Job的屬性有兩種:volatility和durability
volatility表示任務是否持久化到資料庫儲存;
durability表示在沒有Trigger關聯的條件下是否保留。
volatility和durability都是boolean型別。
第五章 Quartz執行緒
5.1 Quartz執行緒分類
在Quartz中,執行緒分為Scheduler排程執行緒和任務執行執行緒。
Scheduler排程執行緒主要有:執行常規排程的執行緒和執行misfired trigger的執行緒。
執行常規排程的執行緒(Regular Scheduler Thread):輪詢查詢儲存的所有觸發器,到達觸發時間,就從執行緒池獲取一個空閒的執行緒,執行與觸發器關聯的任務。
執行錯失排程的執行緒(Misfire Scheduler Thread):Misfire執行緒掃描所有的觸發器,檢查是否有misfired的執行緒,也就是沒有被執行錯過的執行緒,有的話根據misfire的策略分別處理。