XXL-Job框架底层原理分析笔记

XXL-Job是一个轻量级分布式任务调度平台，其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线，开箱即用。
公司中用到了这个组件，只是按照现成的执行器任务复制粘贴修改，没有系统性学习，这里简单总结下XXL-Job的使用，持续更新！关于XXL-Job的下载和部署入门级请参考这篇博客xxl-job任务调度的小小入门总结以及使用

一、XxlJob调度任务开发示例（Bean模式）

package com.xxl.job.executor.service.jobhandler;

import com.xxl.job.core.context.XxlJobHelper;
import com.xxl.job.core.handler.annotation.XxlJob;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * XxlJob开发示例（Bean模式）
 *
 * 开发步骤：
 *      1、任务开发：在Spring Bean实例中，开发Job方法；
 *      2、注解配置：为Job方法添加注解 "@XxlJob(value="自定义jobhandler名称", init = "JobHandler初始化方法", destroy = "JobHandler销毁方法")"，注解value值对应的是调度中心新建任务的JobHandler属性的值。
 *      3、执行日志：需要通过 "XxlJobHelper.log" 打印执行日志；
 *      4、任务结果：默认任务结果为 "成功" 状态，不需要主动设置；如有诉求，比如设置任务结果为失败，可以通过 "XxlJobHelper.handleFail/handleSuccess" 自主设置任务结果；
 */
@Component
public class SampleXxlJob {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SampleXxlJob.class);

    @XxlJob("myJobHandler")
    public void myJobHandler() throws Exception {
        System.out.println("hello world!");
    }

    /**
     * 1、简单任务示例（Bean模式）
     */
    @XxlJob("demoJobHandler")
    public void demoJobHandler() throws Exception {
        XxlJobHelper.log("XXL-JOB, Hello World.");

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            XxlJobHelper.log("beat at:" + i);
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        }
        // default success
    }


    /**
     * 2、分片广播任务
     */
    @XxlJob("shardingJobHandler")
    public void shardingJobHandler() throws Exception {

        // 分片参数
        int shardIndex = XxlJobHelper.getShardIndex();
        int shardTotal = XxlJobHelper.getShardTotal();

        XxlJobHelper.log("分片参数：当前分片序号 = {}, 总分片数 = {}", shardIndex, shardTotal);

        // 业务逻辑
        for (int i = 0; i < shardTotal; i++) {
            if (i == shardIndex) {
                XxlJobHelper.log("第 {} 片, 命中分片开始处理", i);
            } else {
                XxlJobHelper.log("第 {} 片, 忽略", i);
            }
        }

    }


    /**
     * 3、命令行任务
     */
    @XxlJob("commandJobHandler")
    public void commandJobHandler() throws Exception {
        String command = XxlJobHelper.getJobParam();
        int exitValue = -1;

        BufferedReader bufferedReader = null;
        try {
            // command process
            ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder();
            processBuilder.command(command);
            processBuilder.redirectErrorStream(true);

            Process process = processBuilder.start();
            //Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);

            BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(process.getInputStream());
            bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(bufferedInputStream));

            // command log
            String line;
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                XxlJobHelper.log(line);
            }

            // command exit
            process.waitFor();
            exitValue = process.exitValue();
        } catch (Exception e) {
            XxlJobHelper.log(e);
        } finally {
            if (bufferedReader != null) {
                bufferedReader.close();
            }
        }

        if (exitValue == 0) {
            // default success
        } else {
            XxlJobHelper.handleFail("command exit value("+exitValue+") is failed");
        }

    }


    /**
     * 4、跨平台Http任务
     *  参数示例：
     *      "url: http://www.baidu.com\n" +
     *      "method: get\n" +
     *      "data: content\n";
     */
    @XxlJob("httpJobHandler")
    public void httpJobHandler() throws Exception {

        // param parse
        String param = XxlJobHelper.getJobParam();
        if (param==null || param.trim().length()==0) {
            XxlJobHelper.log("param["+ param +"] invalid.");

            XxlJobHelper.handleFail();
            return;
        }

        String[] httpParams = param.split("\n");
        String url = null;
        String method = null;
        String data = null;
        for (String httpParam: httpParams) {
            if (httpParam.startsWith("url:")) {
                url = httpParam.substring(httpParam.indexOf("url:") + 4).trim();
            }
            if (httpParam.startsWith("method:")) {
                method = httpParam.substring(httpParam.indexOf("method:") + 7).trim().toUpperCase();
            }
            if (httpParam.startsWith("data:")) {
                data = httpParam.substring(httpParam.indexOf("data:") + 5).trim();
            }
        }

        // param valid
        if (url==null || url.trim().length()==0) {
            XxlJobHelper.log("url["+ url +"] invalid.");

            XxlJobHelper.handleFail();
            return;
        }
        if (method==null || !Arrays.asList("GET", "POST").contains(method)) {
            XxlJobHelper.log("method["+ method +"] invalid.");

            XxlJobHelper.handleFail();
            return;
        }
        boolean isPostMethod = method.equals("POST");

        // request
        HttpURLConnection connection = null;
        BufferedReader bufferedReader = null;
        try {
            // connection
            URL realUrl = new URL(url);
            connection = (HttpURLConnection) realUrl.openConnection();

            // connection setting
            connection.setRequestMethod(method);
            connection.setDoOutput(isPostMethod);
            connection.setDoInput(true);
            connection.setUseCaches(false);
            connection.setReadTimeout(5 * 1000);
            connection.setConnectTimeout(3 * 1000);
            connection.setRequestProperty("connection", "Keep-Alive");
            connection.setRequestProperty("Content-Type", "application/json;charset=UTF-8");
            connection.setRequestProperty("Accept-Charset", "application/json;charset=UTF-8");

            // do connection
            connection.connect();

            // data
            if (isPostMethod && data!=null && data.trim().length()>0) {
                DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(connection.getOutputStream());
                dataOutputStream.write(data.getBytes("UTF-8"));
                dataOutputStream.flush();
                dataOutputStream.close();
            }

            // valid StatusCode
            int statusCode = connection.getResponseCode();
            if (statusCode != 200) {
                throw new RuntimeException("Http Request StatusCode(" + statusCode + ") Invalid.");
            }

            // result
            bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream(), "UTF-8"));
            StringBuilder result = new StringBuilder();
            String line;
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                result.append(line);
            }
            String responseMsg = result.toString();

            XxlJobHelper.log(responseMsg);

            return;
        } catch (Exception e) {
            XxlJobHelper.log(e);

            XxlJobHelper.handleFail();
            return;
        } finally {
            try {
                if (bufferedReader != null) {
                    bufferedReader.close();
                }
                if (connection != null) {
                    connection.disconnect();
                }
            } catch (Exception e2) {
                XxlJobHelper.log(e2);
            }
        }

    }

    /**
     * 5、生命周期任务示例：任务初始化与销毁时，支持自定义相关逻辑；
     */
    @XxlJob(value = "demoJobHandler2", init = "init", destroy = "destroy")
    public void demoJobHandler2() throws Exception {
        XxlJobHelper.log("XXL-JOB, Hello World.");
    }
    public void init(){
        logger.info("init");
    }
    public void destroy(){
        logger.info("destroy");
    }
}

二、架构设计

1、调度中心HA（中心式）：调度采用中心式设计，“调度中心”自研调度组件并支持集群部署，可保证调度中心HA。

2、执行器HA（分布式）：任务分布式执行，任务"执行器"支持集群部署，可保证任务执行HA。

3、注册中心: 执行器会周期性自动注册任务, 调度中心将会自动发现注册的任务并触发执行。同时，也支持手动录入执行器地址。

4、触发策略：提供丰富的任务触发策略，包括：Cron触发、固定间隔触发、固定延时触发、API（事件）触发、人工触发、父子任务触发。

5、调度过期策略：调度中心错过调度时间的补偿处理策略，包括：忽略、立即补偿触发一次等。

6、阻塞处理策略：调度过于密集执行器来不及处理时的处理策略，策略包括：单机串行（默认）、丢弃后续调度、覆盖之前调度。

7、任务超时控制：支持自定义任务超时时间，任务运行超时将会主动中断任务。

8、任务失败重试：支持自定义任务失败重试次数，当任务失败时将会按照预设的失败重试次数主动进行重试；其中分片任务支持分片粒度的失败重试。

9、任务失败告警；默认提供邮件方式失败告警，同时预留扩展接口，可方便的扩展短信、钉钉等告警方式。

10、路由策略：执行器集群部署时提供丰富的路由策略，包括：第一个、最后一个、轮询、随机、一致性HASH、最不经常使用、最近最久未使用、故障转移、忙碌转移等。

11、分片广播任务：执行器集群部署时，任务路由策略选择"分片广播"情况下，一次任务调度将会广播触发集群中所有执行器执行一次任务，可根据分片参数开发分片任务。

12、动态分片：分片广播任务以执行器为维度进行分片，支持动态扩容执行器集群从而动态增加分片数量，协同进行业务处理；在进行大数据量业务操作时可显著提升任务处理能力和速度。

13、故障转移：任务路由策略选择"故障转移"情况下，如果执行器集群中某一台机器故障，将会自动Failover切换到一台正常的执行器发送调度请求。

14、Rolling实时日志：支持在线查看调度结果，并且支持以Rolling方式实时查看执行器输出的完整的执行日志。

15、调度线程池：调度系统多线程触发调度运行，确保调度精确执行，不被堵塞。

16、数据加密：调度中心和执行器之间的通讯进行数据加密，提升调度信息安全性。

17、邮件报警：任务失败时支持邮件报警，支持配置多邮件地址群发报警邮件。

18、线程池隔离：调度线程池进行隔离拆分，慢任务自动降级进入"Slow"线程池，避免耗尽调度线程，提高系统稳定性。

19、用户管理：支持在线管理系统用户，存在管理员、普通用户两种角色。

20、权限控制：执行器维度进行权限控制，管理员拥有全量权限，普通用户需要分配执行器权限后才允许相关操作。

架构设计思想：
将调度行为抽象形成“调度中心”公共平台，而平台自身并不承担业务逻辑，“调度中心”负责发起调度请求。
将任务抽象成分散的JobHandler，交由“执行器”统一管理，“执行器”负责接收调度请求并执行对应的JobHandler中业务逻辑。
因此，“调度”和“任务”两部分可以相互解耦，提高系统整体稳定性和扩展性。

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参考文章
xxl-job的使用及简述原理
xxl-job架构原理