Quartz任务调度框架

Quartz 基本概念及原理

作为一个优秀的开源调度框架，Quartz 具有以下特点：
1、强大的调度功能，例如支持丰富多样的调度方法，可以满足各种常规及特殊需求；
2、 灵活的应用方式，例如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；
3、分布式和集群能力，Terracotta 收购后在原来功能基础上作了进一步提升。本文暂不讨论该部分内容。

作为 Spring 默认的调度框架，Quartz 很容易与 Spring 集成实现灵活可配置的调度功能。

Quartz专用词汇：
scheduler ：任务调度器
trigger ：触发器，用于定义任务调度时间规则
job ：任务，即被调度的任务
misfire ：错过的，指本来应该被执行但实际没有被执行的任务调度

Quartz 任务调度的基本实现原理

Quartz 任务调度的核心元素是 scheduler, trigger 和 job，其中 trigger 和 job 是任务调度的元数据， scheduler 是实际执行调度的控制器

trigger 是用于定义调度时间的元素，即按照什么时间规则去执行任务。
Quartz 中主要提供了四种类型的 trigger：
SimpleTrigger，CronTirgger，DateIntervalTrigger，和 NthIncludedDayTrigger。

job 用于表示被调度的任务。
两种类型：无状态的（stateless）和有状态的（stateful）。对于同一个 trigger 来说，有状态的 job 不能被并行执行，只有上一次触发的任务被执行完之后，才能触发下一次执行。
Job 主要有两种属性：volatility 和 durability，其中 volatility 表示任务是否被持久化到数据库存储，而 durability 表示在没有 trigger 关联的时候任务是否被保留。两者都是在值为 true 的时候任务被持久化或保留。job : trigger -> 1 : n

scheduler 由 scheduler 工厂创建：DirectSchedulerFactory 或者 StdSchedulerFactory。StdSchedulerFactory使用广泛。

Scheduler 主要有三种：RemoteMBeanScheduler， RemoteScheduler 和 StdScheduler。

Quartz 核心元素关系图

在 Quartz 中，有两类线程，Scheduler调度线程和任务执行线程，其中任务执行线程通常使用一个线程池维护一组线程。

Quartz 线程视图

Scheduler 调度线程主要有两个： 执行常规调度的线程，和执行 misfired trigger 的线程。

Quartz 调度线程流程图

企业级开发中的常见应用

一、如何使用不同类型的 Trigger

SimpleTrigger

SimpleTrigger 一般用于实现每隔一定时间执行任务，以及重复多少次，如每 2 小时执行一次，重复执行 5 次。

SimpleTrigger 内部实现机制是通过计算间隔时间来计算下次的执行时间，这就导致其不适合调度定时的任务。

注意这里就会有一个问题，即当有 misfired 的任务并且恢复执行时，该执行时间是随机的（取决于何时执行 misfired 的任务，例如某天的 3：00PM）。这会导致之后每天的执行时间都会变成 3：00PM，而不是我们原来期望的 1：00AM。

CronTirgger

类似于 LINUX 上的任务调度命令 crontab，即利用一个包含 7 个字段的表达式来表示时间调度方式。对于涉及到星期和月份的调度，CronTirgger 是最适合的
Cron 表达式包括以下 7 个字段：
秒、分、小时、月内日期、月、周内日期、年（可选字段）

Cron 触发器利用一系列特殊字符：

• 反斜线（/）字符表示增量值

  秒字段中“5/15”代表从第 5 秒开始，每 15 秒一次。

• 问号（?）字符和字母 L 字符只有在月内日期和周内日期字段中可用。

  问号表示这个字段不包含具体值。所以，如果指定月内日期，可以在周内日期字段中插入“?”，表示周内日期值无关紧要。字母 L 字符是 last 的缩写。放在月内日期字段中，表示安排在当月最后一天执行。在周内日期字段中，如果“L”单独存在，就等于“7”，否则代表当月内周内日期的最后一个实例。所以“0L”表示安排在当月的最后一个星期日执行
  在月内日期字段中的字母（W）字符把执行安排在最靠近指定值的工作日。

• 井号（#）字符为给定月份指定具体的工作日实例

• 星号（*）字符是通配字符，表示该字段可以接受任何可能的值。

DateIntervalTrigger

Quartz 1.7 之后的版本加入的，其最适合调度类似每 N（1, 2, 3…）小时，每 N 天，每 N 周等的任务。DateIntervalTrigger 不会受到我们上面说到的 misfired 任务的影响，也不会受到 DST（Daylight Saving Time， 即中国的夏令时）调整的影响。

NthIncludedDayTrigger

NthIncludedDayTrigger 的用途比较简单明确，即用于每隔一个周期的第几天调度任务，例如，每个月的第 3 天执行指定的任务。

二、使用有状态（StatefulJob）还是无状态的任务（Job）

在 Quartz 中，Job 是一个接口，企业应用需要实现这个接口以定义自己的任务。
任务分为有状态和无状态两种。
实现 Job 接口的任务缺省为无状态的。Quartz 中还有另外一个接口 StatefulJob

Quartz 中 Job 接口定义

无状态任务一般指可以并发的任务，即任务之间是独立的，不会互相干扰

三、如何设置 Quartz 的线程池和并发任务

Quartz 中自带了一个线程池的实现：SimpleThreadPool
配置参数：org.quartz.threadPool.threadCount : 设定线程池的线程数量

在应用中，如果有更好的线程池，则可以在配置文件中通过下面参数替换 SimpleThreadPool：org.quartz.threadPool.class = myapp.GreatThreadPool