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Quartz 作业调度框架的掌握,从基础的纯服务到界面可配置化

时间:2022-09-05 11:19:34  来源:  作者:编程侠

在项目开发过程中,有时候需要利用定时任务技术来完成某些周期性的任务,比如,定时下载对账单、定时进行数据对比、转换,数据定时入库等等。在最开始的时候部分开发人员习惯直接在项目中硬编码一些定时器。


 

我们先看一下一个简单的示例:


 

这样做的好处就是方便,调试的时候修改一下定时@Scheduled里面的时间,然后启动项目就可以运行,但这样做的弊端更大,主要有几个方面:

1、固定的定时任务触发时间,一旦需要修改执行时间,线上的代码需要替换安装包或者打补丁

2、当服务需要进行多节点部署时,无法控制多个节点的同时执行,可能会重复执行导致数据混乱,因为 @Scheduled 是 spring 自带的注解,默认是单线程的,多节点集群部署的服务,需要加分布式锁来控制,或者直接用分布式定时任务 Elastic-Job 或者 XXL-JOB 等。

抛开一些小型的项目不说,很多企业为了系统的稳定性和高并发,都会选择集群部署,那就需要避开这些问题,今天我们就介绍一个开源项目中比较常用的定时任务技术Quartz。

一、Quartz的认识

解释:Quartz 是一个开源的作业调度框架,它完全由 JAVA 写成,并设计用于 J2SE 和 J2EE 应用中。它提供了巨大的灵活性而不牺牲简单性。你能够用它来为执行一个作业而创建简单的或复杂的调度。它有很多特征,如:数据库支持,集群,插件,EJB 作业预构建,JavaMAIl 及其它,支持 cron-like 表达式等等。

从这句话我们可以看出来,Quartz满足我们前面说到的要求,它既能实现集群又支持动态设置cron表达式,方便管理维护。

1、cron表达式

不管是哪种定时技术,我们都需要设置cron表达式,告诉系统我们需要什么时候执行,那我们就先来了解cron表达式的构成。

cron表达式是用来配置spring定时任务执行时间的字符串,由5个空格分隔成的6个域构成,格式如下:

每一个域的含义解释:

1) 秒:表示在指定的秒数触发定时任务,范围0-59。例如,"*"表示任何秒都触发,"0,3"表示0秒和3秒触发。

2) 分:表示在指定的分钟触发定时任务,范围0-59。例如,"0-3"表示0分钟到3分钟每分钟都触发,"0/2"表示只有偶数分钟触发。

3) 时:表示在指定的小时触发定时任务,范围0-23。例如,"3-15/2"表示上午3点到下午3点每隔2个小时触发。

4) 日:表示在指定的日期触发定时任务,范围1-31(可以写0,但不会生效)。例如,"1"表示1号出发,"5,15"表示5号和15号出发。需要注意的是,日期可以写0,不会报错但也不会生效。

5) 月:表示在指定的月份触发定时任务,范围1-12。例如,"1-4,12"表示1月到4月以及12月触发。

6) 周:表示在指定的星期触发定时任务,范围0-7(0和7都表示周日)。例如,"?"表示一周都触发,"6,7"表示周六日触发。

注意,1月到12月可以用对应的英文缩写JAN-DEC代替,周日到周六可以用对应的英文缩写SUN-SAT代替。但是,周日的缩写SUN只会被替换为0,因此在cron表达式的周域,我们可以写6-7,却不能写SAT-SUN。(1~7 1=SUN 或 SUN,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT)


 

特殊字符的含义说明如下:

1) "*":匹配该域的任意值,例如在日域上使用"*",则表示每天都触发该定时任务。

2) "?":只能在日和周域使用,表示非明确的值,实际作用等同"*",即匹配任意值。一般在日和周上会出现一次,当然,如果你对日和周两个域都使用"?"或者都使用其他值也没什么问题。

3) "-":表示范围,例如在分域上使用5-10表示从5分钟到10分钟每分钟触发一次。

4) "/":表示起始时间触发一次,然后每隔固定时间触发一次。例如,在分钟域使用"10/2"表示从10分钟开始每隔2分钟触发一次,直到58分钟。也可以和字符"-"连用,例如在分钟域使用"10-30/2"表示从10分钟开始每隔2分钟触发一次,直到30分钟。

5) ",":表示枚举多个值,这些值之间是"或"的关系。例如,在月份上使用"1-3,10,12"表示1月到3月,10月,12月都触发。

下面是一些cron表达式和对应的含义:

"0 30 9 ? * *" 每天上午9:30触发

"0 0/5 14 * * ?" 在每天下午2点到下午2:55期间的每5分钟触发

"0 0-5 14 * * ?" 每天下午2点到下午2:05期间的每1分钟触发

"0 10,44 14 ? 3 WED" 三月的星期三的下午2:10和2:44触发

"0 15 10 ? * MON-FRI" 周一至周五的上午10:15触发

2、quart的组成

Quartz 的核心类有以下三部分:

 

  • 任务 Job : 需要实现的任务类,实现execute() 方法,执行后完成任务。
  • 触发器 Trigger : 包括SimpleTrigger 和 CronTrigger。
  • 调度器 Scheduler : 任务调度器,负责基于Trigger触发器,来执行 Job任务。

 

主要关系如下:


 

3、quart涉及的表

数据库使用quart定时任务,会使用到一些指定的表结构,主要是QRTZ开头的表结构。


 

二、Quartz的集成

1、我们以 SpringBoot 为例,搭建一个纯 maven 项目,先添加quartz的依赖:


 

2、按照上图中的 quartz 主要关系图,我们先去创建一个自定义的Job,实现 org.quartz.Job 接口,并实现 execute 方法:


 

或者也可以继承QuartzJobBean类,这种方式需要在maven中额外添加依赖spring-context-support。


 

3、我们看一下一个简单的完整示例(不涉及数据库的交互和界面的操作,方便大家先从简单地开始理解掌握):

(1)编写自定义MyJob,实现Job类,并实现execute方法,在execute方法里面获取jobDataMap装载的可序列化的对象。


 

(2)编写配置类QuartzManager,实现定时任务的实时查询、修改、新增、删除功能。


 

(3)编写控制类QuartzController,来模拟web端的接口调用。


 

这里面用到了AjaxResult,是我自定义的一个响应类,完全可以自己定义,主要定义code、msg、data等,以及对应的状态类型(SUCCESS、WARN、ERROR)

(4)编写完上面3个文件,我们就可以启动项目,使用postman来验证一下了,先模拟调用获取所有的定时任务,刚开始没有添加过任何任务,所以会返回没有可执行的job,同时控制台输出对应的日志。


 

然后我们模拟调用新增任务,创建一条任务bianchengxia


 

再获取所有的定时任务,此时出现一条之前创建的任务bianchengxia。


 

同理删除也是一样的逻辑,删除之后再次查询列表,已经不展示删除的数据了,这里不再展开。

4、上面的例子是比较简单的示例,往往我们项目中的实际运用是比较复杂的,需要与数据库进行交互(就是与quart涉及的表相关),同时在前端web界面上可以进行展示和动态配置,并且记录操作的日志,我们来看一个示例。


 

新增或者修改定时任务的规则:设置定时任务调用方法、执行的时间规则(cron表达式)、执行的策略、是否并发执行以及状态等核心参数。


 

记录任务的执行日志:


 

以上是web端的界面操作,后台SpringBoot集成这块,建议把quartz定时器做成一个单独的模块,整合到开发的项目当中。我们到配置文件 Application.yml 中配置quartz,也可以单独写配置文件 quartz.properties 然后项目启动时加载该配置文件:


 

整体的业务实现,包含工具类(比如校验cron表达式、获取上下文信息、常量、定时任务工具类等)、异常处理类、实体类、接口层和接口实现层、dao层和MyBatis数据库交互层、页面操作等:


 

核心代码就是业务实现层,我们看一个核心的SysJobServiceImpl。


 

再看一个定时任务工具类:


 

页面控制:


 

梳理了之后,我们发现它的核心业务也比较简单,先创建一个scheduler,然后创建一个Trigger,再创建一个job,最后注册trigger并启动scheduler,通过页面来进行控制,后台进行一些基础的检验,业务实现,实现数据库交互。



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