什么是定时任务调度

基于给定的时间点，给定的时间间隔或者给定的执行次数自动完成执行任务

在Java中的定时调度工具

Timer Quartz

Timer和Quartz的区别

• 出身不同
• 能力区别 ：对时间的控制上
• 底层机制 ：Timer走后台进行定时任务，Quartz能使用多个线程执行定时任务

Timer简介

Timer的定义

有且仅有一个后台线程对多个业务线程进行定时定频率的调度。

主要构件

Timer：后台执行的线程
TimeTask：业务线程
TimerThread
TaskQueue

Timer的定时调度函数

schedule的四种用法

• schedule(task,time)

  • task：所要安排的任务
  • time：首次执行任务的时间
  • 作用：在时间等于或超过time的时候执行且仅执行一次task（如果time晚于现在的时间，schedule后台线程会一直等待，当时间等于time开始执行task里面的内容。time早于现在时间，schedule后台会立即执行task内容。）

• schedule(task,time,period)

  • task：所要安排的任务
  • time：首次执行任务的时间
  • period：执行一次task的时间间隔，单位是毫秒
  • 作用：时间等于或者超过time时首次执行task，之后每隔period毫秒重复执行一次task

• schedule(task,delay)

  • task：所要安排的任务
  • delay：执行任务前的延迟时间，单位是毫秒
  • 作用：等待delay毫秒后执行且仅执行一次task

• schedule(task,delay,period)

  • task：所要安排的任务
  • delay：执行任务前的延迟时间，单位是毫秒
  • period：执行一次task的时间间隔，单位是毫秒
  • 作用：等待delay毫秒后首次执行task，之后每隔period毫秒重复执行一次task

scheduleAtFixedRate的两种用法

• scheduleAtFixedRate(task,time,period)

  • task：所要安排的任务
  • time：首次执行任务的时间
  • period：执行一次task的时间间隔，单位是毫秒
  • 作用：时间等于或者超过time时首次执行task，之后每隔period毫秒重复执行一次task

• scheduleAtFixedRate(task,delay,period)

  • task：所要安排的任务
  • delay：执行任务前的延迟时间，单位是毫秒
  • period：执行一次task的时间间隔，单位是毫秒
  • 作用：等待delay毫秒后首次执行task，之后每隔period毫秒重复执行一次task

其他重要函数

TimerTask的两个重要函数

• cancel()

  • 作用：取消当前TimerTask里的任务

• scheduledExecutionTime()

  • 作用：返回此任务最近实际执行的已安排执行的时间
  • 返回值：最近发生此任务执行安排的时间，为long型

Timer的其他函数

• cancle()

  • 作用：终止此计时器，丢弃所有当前已安排的任务（对群体进行秒杀的能力）

• purge()

  • 作用：从此计时器的任务队列中移除所有已取消的任务

schedule与scheduleAtFixedRate的区别

• 两种情况看区别
  • 首次执行计划的时间早于当前的时间
    • 1、schedule方法
      • "fixed-delay"; 如果第一次执行时间被delay了，随后的执行时间按照上一次实际执行完成的时间点进行计算。
    • 2、scheduleAtFixedRate方法
      • "fixed-delay"; 如果第一次执行时间被delay了，随后的执行时间按照上一次开始的时间点进行计算，并且为了赶上进度会多次执行任务，因此TimerTask中的执行体需要考虑同步
  • 任务执行所需的时间超出任务的执行周期间隔
    • 1、schedule方法
      • 下一次执行时间相对于上一次实际执行完成的时间点，因此执行时间会不断延后
    • 2、scheduleAtFixedRate方法
      • 下一次执行时间相对于上一次开始的时间点，因此执行时间不会延后，因此存在并发性

Timer的缺陷

• 管理并发任务的缺陷
  • Timer有且仅有一个线程去执行定时任务，如果存在多个任务，且任务时间过长，会导致执行效果与预期不符。
• 当任务抛出异常时的缺陷
  • 如果TimerTask抛出RuntimeException，Timer会停止所有任务的运行。
• Timer的使用禁区
  • 对时效性要求较高的多任务并发作业
  • 对复杂的任务的调度

ScheduleExecutorService接口的用法

• scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

  • command：执行线程
  • initialDelay：初始化延时
  • period：两次开始执行最小间隔时间
  • unit：计时单位

• scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

  • command：执行线程
  • initialDelay：初始化延时
  • period：前一次执行结束到下一次执行开始的间隔时间（间隔执行延迟时间）
  • unit：计时单位

Quartz简介

• OpenSymphony提供的强大的开源任务调度框架（官网：http://www.quartz-scheduler.org/）
• 纯java实现，精细控制排程

特点

• 强大的调度功能（提供调度运行的持久化机制，可以保存并恢复调度现场，即使系统因故障关闭，任务调度现场数据并不会丢失。）
• 灵活的运用方式（允许码农灵活的定义触发器的调度时间表，并可以对触发器和任务进行关联映射，Quartz提供了主键式的监听器，各种插件，线程池等功能，支持任务和调度的多种组合方式，支持调度数据的多种存储方式）
• 分布式和集群能力

主要设计模式

• Builder模式

• Factory模式

• 组件模式

• 链式写法

体系结构

• 三个核心概念

  • 调度器
  • 任务
  • 触发器

• JobDetail（包含任务的实现类以及类的信息）

• trigger（触发器，决定任务什么时候被调用）

  • SimpleTrigger（执行类似Timer的时间上的操作，如定频率执行某一个task）
  • CronTrigger（实现更复杂的业务逻辑）

• scheduler（调度器，定时定频率执行JobDetail的信息，将Job和trigger绑定在一起）

重要组成

• Job（接口）

  • void execute(JobExecutionContext jex) 实现该接口定义运行任务
  • JobExecutionContext 提供调度上下文的各种信息，Job运行时的信息就保存在JobExecutionContext里面的JobDataMap事例中

• JobDetail

  • Quartz在每次执行Job的时候都重新创建一个Job实例，所以不直接接受一个Job实例，相反它接受一个Job实现类，以便运行时通过newInstance的反射机制实例化Job。因此需要一个类来描述Job的实现类及其他相关的静态信息，如Job的名字，描述关联监听器等信息。

• JobBuilder

  • 用来定义和创建JobDetail的实例（JobDetail限定了只能是Job的实例）

• JobStore（接口）

  • 用来保存Job数据
  • 实现类有：RAMJobStore，JobStoreTX，JobStoreCMT（后两个均将数据保存在数据库中，前一个保存在内存中）

• Trigger

  • 一个类，描述触发Job执行时的时间触发规则，主要有SimpleTrigger和CronTrigger两个子类，当仅需触发一个或者一固定时间间隔周期执行的时候，选择SimpleTrigger。CronTrigger通过Cron表达式定义各种复杂时间规则的调度方案。

• TriggerBuilder

  • 用来定义和创建触发器的实例

• ThreadPool

  • 整个线程池运行，scheduler使用该线程池作为任务运行的基础设施，任务通过共享线程池中的线程，提高运行的效率，解决并发的问题。

• Scheduler

  • 调度器，代表Quartz的一个独立运行容器，Trigger和JobDetail注射到Scheduler中，两者在Scheduler中拥有各自的组及名称，组及名称是Scheduler查找定位容器中某一对象的依据，Trigger的组及名称必须唯一，JobDetail也必须唯一且两者可以相同，因为类型不同。
  • 定义了多个接口方法，允许外部通过组及名称访问它的控制容器中Trigger和JobDetail。

• Calendar

  • 一个Trigger可以和多个Calendar关联，以排除或包含某些时间点。

• 监听器

  • JobListener，TriggerListener，SchedulerListener

浅谈Job & JobDetail

• Job定义
  • Job接口非常容易实现，只有一个execute方法，类似TimerTask的run方法，在里面编写业务逻辑
  • 源码

package org.quartz;
public interface Job {
      void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException;
}

• Job实例在Quartz中的生命周期

  • 每次调度器执行job时，它在调用execute方法前会创建一个新的job实例。
  • 当调用完成后，关联的job对象实例会被释放，释放的实例会被垃圾回收机制回收。

• JobDetail

  • JobDetail为Job实例提供了许多设置属性，以及JobDataMap成员变量属性，它用来存储特定Job实例的状态信息，调度器需要借助JobDetail对象来添加Job实例。
  • 重要属性
    • name：任务名称
    • group：任务所属组，默认值DEFAULT
    • jobClass：任务实现类
    • jobDataMap：传参

浅谈JobExecutionContext

• JobExecutionContext是什么
  • 当Scheduler调用一个Job，就会将JobExecutionContext传递给Job的execute()方法；
  • Job能通过JobExecutionContext对象访问到Quartz运行时候的环境以及Job本身的明细数据。

浅谈JobDataMap

• JobDataMap是什么
  • 在进行任务调度时JobDataMap存储在JobExecutionContext中，非常方便获取；
  • JobDataMap可以用来装载任何可序列化的数据对象，当Job实例对象被执行时这些参数对象会传递给它；
  • JobDataMap实现了JDK的Map接口，并且添加了一些非常方便的方法用来存取基本数据类型。
• 获取JobDataMap的两种方式

  • 从Map中直接获取

  • Job实现类中添加setter方法对应JobDataMap的键值（Quartz框架默认的JobFactory实现类在初始化Job实例对象时会自动地调用这些setter方法）

浅谈Trigger

• Quartz中的触发器用来告诉调度程序作业什么时候触发。即Trigger对象是用来触发执行Job的。

• 触发器通用属性

  • JobKey：表示Job实例的标识，触发器被触发时，该指定的Job实例会执行。
  • StartTime：表示触发器的时间表首次被触发的时间，它的值的类型是Java.util.Date。
  • EndTime：指定触发器的不再被触发的时间，它的值的类型是Java.util.Date。

SimpleTrigger

• SimpleTrigger的作用

  • 在一个指定时间段内执行一次作业任务，或是在指定的时间间隔内多次执行作业任务。

• 需要注意的点

  • 重复次数可以为0，正整数或是SimpleTrigger.REPEAT_INDEFINITELY常量值。
  • 重复执行间隔必须为0或长整数。
  • 一旦被指定了endTime参数，那么它会覆盖重复次数参数的效果。

CronTrigger

• CronTrigger的作用

  • 基于日历的作业调度器，而不是像SimpleTrigger那样精确指定间隔时间，比SimpleTrigger更常用。

• Cron表达式

  • 用于配置CronTrigger实例。是有7个子表达式组成的字符串，描述了时间表的详细信息。
  • 格式：[秒] [分] [小时] [日] [月] [周] [年]
  • ,：或的关系；-：至(between)的关系；*：每的关系；/：每天的几分钟执行。
  • 'L'和'W'可以组合使用
  • 周字段英文字母不区分大小写即MON与mon相同
  • 利用工具，在线生成

浅谈Scheduler

• Scheduler - 工程模式
  • 所有的Scheduler实例应该由SchedulerFactory来创建
  • 两个实现类：StdSchedulerFactory（常用）和 DirectSchedulerFactory
  • Scheduler的创建方式

SchedulerFactory sfact = new StdSchedulerFactory();
Scheduler scheduler = sfact.getScheduler();

DirectSchedulerFactory factory = DirectSchedulerFactory.getInstance();
Scheduler scheduler = factory.getScheduler();

• StdSchedulerFactory

  • 使用一组参数（Java.util.Properties）来创建和初始化Quartz调度器
  • 配置参数一般存储在quartz.properties中
  • 调用getScheduler方法就能创建和初始化调度器对象

• Scheduler的主要函数

  • Date schedulerJob(JobDetail jobDetail, Trigger trigger)
  • void start()
  • void standby() 暂时挂起
  • void shutdown() 完全关闭

quartz.properties

• 文档的位置和加载顺序
• 组成部分
  • 调度器属性
    • org.quartz.scheduler.instanceName属性用来区分特定的调度器实例，可以按照功能用途来给调度器起名。
    • org.quartz.scheduler.instanceId属性和前者一样，也允许任何字符串，但这个值必须是在所有调度器实例中是唯一的，尤其是在一个集群中，作为集群的唯一key。假如你想Quartz帮你生成这个值的话，可以设置为AUTO。
  • 线程池属性（直接关系Quartz后台处理现场的性能）
    • threadCount：决定Quartz需要有多少个工作者线程被创建，用来处理Trigger。至少为1。
    • threadPriority：设置工作者线程优先级，优先级别高的线程比级别低的线程更优先得到执行。
    • org.quartz.threadPool.class：是一个实现了org.quartz.spi.ThreadPool接口的类的全限名称。Quartz自带该线程池实现，org.quartz.spi.ThreadPool它能够满足大多数用户需求，具备简单行为，经过很好的测试，在调度器的生命周期中提供固定大小的线程池，可根据需求创建自己的线程池实现。
  • 作业存储设置
    • 描述了在调度器实例的生命周期中，Job和Trigger信息是如何被存储的。
  • 插件配置
    • 满足特定需求用到的Quartz插件的配置。

使用Quartz配置作用

• 两种方式
  • MethodInvokingJobDetailFactoryBean：调用特定bean的方法是很方便
  • JobDetailFactoryBean：支持传入参数

Cron表达式.png