任務(wù)調(diào)度

任務(wù)調(diào)度即在特定的時間點(diǎn)執(zhí)行指定的操作。任務(wù)調(diào)度本身設(shè)計多線程并發(fā)，運(yùn)行時間規(guī)則制定及解析，運(yùn)行現(xiàn)場保持及恢復(fù)，線程池維護(hù)等。

quartz是任務(wù)調(diào)度的成熟解決方案，功能強(qiáng)大使用簡單。Spring提供了集成quartz的功能，也為JDK Timer 和 Excutor提供了支持。

在Spring中提供了一系列FactoryBean，可以很輕松的創(chuàng)建任務(wù)調(diào)度的實例；Spring還提供了幾個工具類，可以將某個具體的Bean的方法作為被調(diào)度的任務(wù)；Spring還提供了支持線程池的執(zhí)行調(diào)度器，它提供了一個抽象層，屏蔽了Java 1.3、JAVA 1.4、JAVA 1.5及Java EE之間的差異。

Quartz

Quartz允許開發(fā)人員靈活的定義觸發(fā)器的調(diào)度時間表，并可對觸發(fā)器和任務(wù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。Quartz提供了調(diào)度運(yùn)行環(huán)境的持久化機(jī)制，可以保存并恢復(fù)調(diào)度現(xiàn)場。Quartz提供了監(jiān)聽器，各種插件，線程池等功能。(以下代碼基于Quartz 1.8.6)

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

Quartz對任務(wù)調(diào)度進(jìn)行了高度的抽象，提出了調(diào)度器，任務(wù)和觸發(fā)器三個核心概念，并在org.quartz這個包中通過接口和類對核心概念進(jìn)行描述。

Job

Job 是一個接口，內(nèi)部只有一個方法。通過實現(xiàn)該接口定義需要執(zhí)行的任務(wù)。JobExcutionContext提供了調(diào)度上下文的各種信息。Job運(yùn)行時的信息保存在JobDataMap實例中。

public interface Job {
    void execute(JobExecutionContext context)
        throws JobExecutionException;
}

• StatefulJob

  Job的子接口，代表有狀態(tài)的任務(wù)。該接口是個標(biāo)簽接口，讓Quartz知道任務(wù)的類型，以便采取不同的執(zhí)行方案。每個無狀態(tài)的任務(wù)有自己的JobDataMap，所有有狀態(tài)任務(wù)共享一個JobDataMap，StatefulJob每次任務(wù)執(zhí)行對JobDataMap的更改會影響后續(xù)任務(wù)。所以有狀態(tài)的StatefulJob不能并發(fā)執(zhí)行，后續(xù)任務(wù)將阻塞等待直到本次任務(wù)執(zhí)行完畢。除非必要，應(yīng)避免StatefulJob的使用。

JobDetail

Quartz每次執(zhí)行任務(wù)時，都根據(jù)接收的Job的實現(xiàn)類Class，通過反射創(chuàng)建一個Job實例，因此需要一個類對Job實現(xiàn)類和其他配置進(jìn)行描述，如Job名稱，描述，關(guān)聯(lián)監(jiān)聽器等（類似于Spring中的BeanDefinition）。

public interface JobDetail extends Serializable, Cloneable {
    public JobKey getKey();
    public String getDescription();
    public Class<? extends Job> getJobClass();
    public JobDataMap getJobDataMap();
    ...
}

JobDataMap

JobDataMap中可以包含不限量的（序列化的）數(shù)據(jù)對象，在job實例執(zhí)行的時候，可以使用其中的數(shù)據(jù)；JobDataMap是Java Map接口的一個實現(xiàn)，額外增加了一些便于存取基本類型的數(shù)據(jù)的方法。
將job加入到scheduler之前，在構(gòu)建JobDetail時，可以將數(shù)據(jù)放入JobDataMap。
方式有兩種

直接在構(gòu)建JobDetail時通過JobBuilder的usingJobData方法將數(shù)據(jù)放入JobDataMap中。方法有兩種：直接添加數(shù)據(jù)或者構(gòu)造JobDataMap

//構(gòu)造JobDataMap
JobDataMap jobDataMap = new JobDataMap();
jobDataMap.put("jobData2", "hello 2");

JobDetail job = JobBuilder.newJob(SimpleJob.class)
    .withIdentity("helloJob","hello")
    .usingJobData("jobData1","hello 1") //添加數(shù)據(jù)
    .usingJobData(jobDataMap)
    .build();

也可以在job類中，為JobDataMap中存儲的數(shù)據(jù)的key增加set方法，那么Quartz的默認(rèn)JobFactory實現(xiàn)在job被實例化的時候會自動調(diào)用這些set方法，這樣就不需要在execute()方法中顯式地從map中取數(shù)據(jù)了。

public class SimpleJob implements Job {

    private String jobData1;
    private String jobData2;

    public void setJobData1(String jobData1) {
        this.jobData1 = jobData1;
    }
    public void setJobData2(String jobData2) {
        this.jobData2 = jobData2;
    }

    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
//        System.out.println(context.getJobDetail().getJobDataMap().get("jobData1"));
//        System.out.println(context.getJobDetail().getJobDataMap().get("jobData2"));
        System.out.println(jobData1);
        System.out.println(jobData2);
        System.out.println("hello,quartz!"+ context.getJobDetail().getKey()+":::"+ context.getTrigger().getKey());
    }
}

Trigger

Trigger接口描述觸發(fā)Job執(zhí)行的時間觸發(fā)規(guī)則。主要由兩個子類接口：僅需要觸發(fā)一次或以固定時間間隔執(zhí)行時，適合選擇SimpleTrigger；CronTrigger適合復(fù)雜的調(diào)度方案，通過Cron表達(dá)式定義時間規(guī)則。

Calendar

org.quartz.Calendar和java.util.Calendar不同，它是一些日歷特定時間點(diǎn)的集合。一個Trigger可以和多個Calendar關(guān)聯(lián)，以便排除或包含某些時間點(diǎn)。例如每周一上午9點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)，如果遇到法定節(jié)假日不執(zhí)行。針對不同的時間段類型，Quartz提供了不同的實現(xiàn)類，如AnnualCalendar,HolidayCalendar,MonthlyCalendar等。

Scheduler

代表一個Quartz獨(dú)立運(yùn)行的容器，Trigger和JobDetail可以注冊到Scheduler中，二者在Scheduler中各自擁有組和名稱，組成了key。key是Scheduler查找定位容器中某一對象的依據(jù)，所以必須唯一（Trigger和JobDetail的key可以相同，因為類型不一樣，處在不同的集合中）。

Scheduler定義了多個接口方法，允許外部通過組及名稱對容器中的Trigger和JobDetail進(jìn)行訪問控制。

Scheduler可以將Trigger綁定到某一個JobDetail,這樣當(dāng)Trigger觸發(fā)時，對應(yīng)Job會被執(zhí)行，一個Job可以對應(yīng)多個Trigger，但是一個Trigger只能對應(yīng)一個Job。

Scheduler實例通過SchedulerFactory創(chuàng)建，Scheduler擁有一個SchedulerContext，SchedulerContext內(nèi)部維護(hù)一個Map，以鍵值對形式保存上下文信息。job和Trigger都可以訪問SchedulerContext內(nèi)的信息。

Scheduler的生命周期

Scheduler的生命期， 從SchedulerFactory創(chuàng)建它時開始，到Scheduler調(diào)用shutdown()方法時結(jié)束；Scheduler被創(chuàng)建后，可以增加、刪除和列舉Job和Trigger，以及執(zhí)行其它與調(diào)度相關(guān)的操作（如暫停Trigger）。但是，Scheduler只有在調(diào)用start()方法后，才會真正地觸發(fā)trigger（即執(zhí)行job）

JobBuilder

用于定義/構(gòu)建JobDetail實例，用于定義作業(yè)的實例。

ThreadPool

Scheduler使用一個線程池作為任務(wù)運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施，任務(wù)通過共享線程池中的線程來提高運(yùn)行效率。

SimpleTrigger

Demo

public class SimpleJob implements Job {
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println("hello,quartz!"+ context.getJobDetail().getKey()+":::"+ context.getTrigger().getKey());
    }
}

public static void main(String[] args) throws Exception{
    //構(gòu)建SchedulerFactory實例
    SchedulerFactory schedFact = new StdSchedulerFactory();

    //獲取Scheduler實例
    Scheduler scheduler = schedFact.getScheduler();

    //構(gòu)建JobDetail實例
    JobDetail job = JobBuilder.newJob(SimpleJob.class)
        .withIdentity("helloJob","hello")
        .build();

    //構(gòu)建Trigger實例
    SimpleTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
        .withIdentity("helloTrigger","hello")
        .startNow()         .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(5).repeatForever())
        .build();

    //將JobDetail實例和Trigger實例加入到調(diào)度容器
    scheduler.scheduleJob(job,trigger);

    //啟動容器
    scheduler.start();

}

Misfire策略

• MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_NOW

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionFireNow

  ——以當(dāng)前時間為觸發(fā)頻率立即觸發(fā)執(zhí)行
  ——執(zhí)行至EndTIme的剩余周期次數(shù)
  ——以調(diào)度或恢復(fù)調(diào)度的時刻為基準(zhǔn)的周期頻率，EndTIme根據(jù)剩余次數(shù)和當(dāng)前時間計算得到
  ——調(diào)整后的EndTIme會略大于根據(jù)StartTime計算的到的EndTIme值

• MISFIRE_INSTRUCTION_IGNORE_MISFIRE_POLICY

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionIgnoreMisfires
  含義：
  ——以錯過的第一個頻率時間立刻開始執(zhí)行
  ——重做錯過的所有頻率周期
  ——當(dāng)下一次觸發(fā)頻率發(fā)生時間大于當(dāng)前時間以后，按照Interval的依次執(zhí)行剩下的頻率
  ——共執(zhí)行RepeatCount+1次

• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_EXISTING_REPEAT_CO

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionNowWithExistingCount
  含義：
  ——以當(dāng)前時間為觸發(fā)頻率立即觸發(fā)執(zhí)行
  ——執(zhí)行至EndTIme的剩余周期次數(shù)
  ——以調(diào)度或恢復(fù)調(diào)度的時刻為基準(zhǔn)的周期頻率，EndTIme根據(jù)剩余次數(shù)和當(dāng)前時間計算得到
  ——調(diào)整后的EndTIme會略大于根據(jù)StartTime計算的到的EndTIme值

• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_REMAINING_REPEAT_COUNT

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionNowWithRemainingCount
  含義：
  ——以當(dāng)前時間為觸發(fā)頻率立即觸發(fā)執(zhí)行
  ——執(zhí)行至EndTIme的剩余周期次數(shù)
  ——以調(diào)度或恢復(fù)調(diào)度的時刻為基準(zhǔn)的周期頻率，EndTIme根據(jù)剩余次數(shù)和當(dāng)前時間計算得到
  ——調(diào)整后的EndTIme會略大于根據(jù)StartTime計算的到的EndTIme值

• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_REMAINING_COUNT

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionNextWithRemainingCount
  含義：
  ——不觸發(fā)立即執(zhí)行
  ——等待下次觸發(fā)頻率周期時刻，執(zhí)行至EndTIme的剩余周期次數(shù)
  ——以StartTime為基準(zhǔn)計算周期頻率，并得到EndTIme
  ——即使中間出現(xiàn)pause，resume以后保持EndTIme時間不變

• MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_EXISTING_COUNT

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionNextWithExistingCount
  含義：
  ——此指令導(dǎo)致trigger忘記原始設(shè)置的StartTime和repeat-count
  ——觸發(fā)器的repeat-count將被設(shè)置為剩余的次數(shù)
  ——這樣會導(dǎo)致后面無法獲得原始設(shè)定的StartTime和repeat-count值

• 默認(rèn)策略

  SimpleScheduleBuilder中misfireInstruction的默認(rèn)值是MISFIRE_INSTRUCTION_SMART_POLICY，這是所有Trigger默認(rèn)的MisFire策略，這個策略會根據(jù)Trigger的狀態(tài)和類型來自動調(diào)節(jié)MisFire策略。
  查看源碼可以看到，若設(shè)置為默認(rèn)策略，則按照以下規(guī)則來選擇MisFire策略

  如果重復(fù)計數(shù)為0，則指令將解釋為MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_NOW。
  如果重復(fù)計數(shù)為REPEAT_INDEFINITELY，則指令將解釋為MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_REMAINING_COUNT。 警告：如果觸發(fā)器具有非空的結(jié)束時間，則使用MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NEXT_WITH_REMAINING_COUNT可能會導(dǎo)致觸發(fā)器在失火時間范圍內(nèi)到達(dá)結(jié)束時，不會再次觸發(fā)。
  如果重復(fù)計數(shù)大于0，則指令將解釋為MISFIRE_INSTRUCTION_RESCHEDULE_NOW_WITH_EXISTING_REPEAT_COUNT。

CronTrigger

CronTrigger能提供比SimpleTrigger更具有實際意義的調(diào)度方案，調(diào)度規(guī)則基于Cron表達(dá)式。

Demo

TriggerBuilder.newTrigger()
    .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 0/30 * * * ? "))
    .forJob("jobA", "groupA")
    .build();

Misfire策略

• MISFIRE_INSTRUCTION_DO_NOTHING

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionDoNothing
  含義：
  ——不觸發(fā)立即執(zhí)行
  ——等待下次Cron觸發(fā)頻率到達(dá)時刻開始按照Cron頻率依次執(zhí)行

• MISFIRE_INSTRUCTION_IGNORE_MISFIRE_POLICY

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionIgnoreMisfires
  含義：
  ——以錯過的第一個頻率時間立刻開始執(zhí)行
  ——重做錯過的所有頻率周期后
  ——當(dāng)下一次觸發(fā)頻率發(fā)生時間大于當(dāng)前時間后，再按照正常的Cron頻率依次執(zhí)行

• MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_ONCE_NOW

  設(shè)置方法：withMisfireHandlingInstructionFireAndProceed
  含義：
  ——以當(dāng)前時間為觸發(fā)頻率立刻觸發(fā)一次執(zhí)行
  ——然后按照Cron頻率依次執(zhí)行

• 默認(rèn)策略

  在SimpleTrigger中已經(jīng)提到所有trigger的默認(rèn)Misfire策略都是MISFIRE_INSTRUCTION_SMART_POLICY，SimpleTrigger會根據(jù)tirgger的狀態(tài)來調(diào)整具體的Misfire策略，而CronTrigger的默認(rèn)Misfire策略會被CronTrigger解釋為MISFIRE_INSTRUCTION_FIRE_NOW，具體可以參照CronTrigger實現(xiàn)類的源碼

Cron表達(dá)式

Cron([krɑn])：代表100萬年，是英文中最大的時間單位。

Cron表達(dá)式對特殊字符的大小寫不敏感。

• * ：可用在所有字段中，表示對應(yīng)時間的每一時刻
• ?：在日期和星期中使用，通常表示無意義的值
• -：表達(dá)一個范圍，在小時中10-12表示10點(diǎn)到12點(diǎn)，即10,11,12
• ,：表示一個列表值
• /：x/y表示一個等步長序列，x為起始值，y為增量步長值。如在分鐘中0/15，表示0,15,30,45秒；也可以使用 */15 ，等同于 0/15
• L：再日期和星期中使用，代表"Last"。在日期中，代表最后一天，在星期中，代表星期六，等同于7（西方國家認(rèn)為星期六是一周的最后一天）。例如6L在星期中代表最后一個星期五。
• W：只能出現(xiàn)在日期中，是對前導(dǎo)日期的修飾，表示離該日期最近的工作日。如15W，如果15日是周天，則匹配16號周一，如果15號是周六，則匹配14號周五。匹配不能跨月，只能指定單一時間。
• LW：在日期中使用，表示當(dāng)月最后一天
• #：只能在星期中使用，表示當(dāng)月某個工作日。6#7表示第7個星期五（6代表星期五，#7代表第7個），如果當(dāng)月沒有第七個星期5，則不觸發(fā)。
• C：只能在日期和星期中使用，代表“Calendar”。意思計劃所有關(guān)聯(lián)的日期，如果日期沒有被關(guān)聯(lián)，則相當(dāng)于日期中的所有日期。

Spring中使用Quartz

在Spring中使用Quartz比較簡單，導(dǎo)入相關(guān)依賴，進(jìn)行配置即可。（后續(xù)補(bǔ)充）

<bean name="quartzScheduler"
      class="org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean">
    <property name="dataSource">
        <ref bean="myDataSource" /> //在這里指定數(shù)據(jù)源，配置中會失效
    </property>
    <!-- 指定Spring容器 -->
    <property name="applicationContextSchedulerContextKey" value="applicationContextKey" />
    <property name="configLocation" value="classpath:quartz.properties" />
</bean>

#==============================================================
#Configure Main Scheduler Properties
#==============================================================
org.quartz.scheduler.instanceName = quartzScheduler
org.quartz.scheduler.instanceId = AUTO

#==============================================================
#Configure JobStore
#==============================================================
org.quartz.jobStore.class = org.quartz.impl.jdbcjobstore.JobStoreTX
org.quartz.jobStore.driverDelegateClass = org.quartz.impl.jdbcjobstore.StdJDBCDelegate
org.quartz.jobStore.tablePrefix = QRTZ_
org.quartz.jobStore.isClustered = true
org.quartz.jobStore.clusterCheckinInterval = 20000
#org.quartz.jobStore.dataSource = myDS

#==============================================================
#Configure DataSource
#==============================================================
#org.quartz.dataSource.myDS.driver = com.mysql.jdbc.Driver
#org.quartz.dataSource.myDS.URL =jdbc:mysql://localhost:3306/quartz_db?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
#org.quartz.dataSource.myDS.user = root
#org.quartz.dataSource.myDS.password = 123456
#org.quartz.dataSource.myDS.maxConnections = 30

#==============================================================
#Configure ThreadPool
#==============================================================
org.quartz.threadPool.class = org.quartz.simpl.SimpleThreadPool
org.quartz.threadPool.threadCount = 100
org.quartz.threadPool.threadPriority = 5
org.quartz.threadPool.threadsInheritContextClassLoaderOfInitializingThread = true