任务调度框架Quartz原理简介

第一章 Quartz

1.1 Quartz概念

Quartz是OpenSymphony开源组织的一个Java开源项目， 在2009被Terracotta收购。Quartz官网

1.2 Quartz任务调度主要元素

Quartz任务调度的主要元素有：

Trigger(触发器)

Scheduler(任务调度器)

Job(任务)

其中Trigger，Job是元数据，Scheduler才是任务调度的控制器。

1.3 Quartz特点

1. 强大的调度功能，例如支持多样的调度方式
2. 灵活的应用方式，例如支持任务和调度的多种组合方式
3. 分布式和集群功能，在被Terracotta收购后，在Quartz的基础上的拓展

1.4 Quartz基本元素关系图

第二章 Trigger(触发器)

2.1 Trigger定义

Trigger也即触发器，用于定义任务调度时间规则

2.2 Trigger属性

1. startTime和endTime 
   所有的Trigger都包含startTime、endTime这两个属性
2. 优先级(Priority) 
   触发器的优先级值默认为5，不过注意优先级是针对同一时刻来说的，在同一时刻优先级高的先触发。假如一个触发器被执行时间为3:00，另外一个为3:01，那么肯定是先执行时间为3:00的触发器。
3. 错失触发(Misfire)策略 
   在任务调度中，并不能保证所有的触发器都会在指定时间被触发，假如Scheduler资源不足或者服务器重启的情况，就好发生错失触发的情况。

2.3 Trigger类型

在任务调度Quartz中，Trigger主要的触发器有：SimpleTrigger，CalendarIntervelTrigger，DailyTimeIntervalTrigger，CronTrigger，注意，本博客所介绍的触发器都是基于Quartz2.2.x版本的，不同版本，触发器类型略有不同。

2.3.1 SimpleTrigger

SimpleTrigger是一种最基本的触发器，指定从某一个时间开始，以一定的时间间隔执行的任务。

SimpleTrigger的属性有：

repeatInterval重复间隔

repeatCount重复次数，实际执行次数是repeatCount+1。

simpleSchedule()
    //.withIntervalInHours(1) //每小时执行一次
    .withIntervalInMinutes(1) //每分钟执行一次
    //.repeatForever() //次数不限
    .withRepeatCount(10) //次数为10次
    .build();//构建

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2.3.2 CalendarIntervalTrigger

CalendarIntervalTrigger和SimpleTrigger不同的是，SimpleTrigger指定的时间间隔为毫秒，CalendarIntervalTrigger支持的间隔单位有秒，分钟，小时，天，月，年，星期。

CalendarIntervalTrigger的属性有：

interval 执行间隔

intervalUnit 执行间隔的单位（秒，分钟，小时，天，月，年，星期）

calendarIntervalSchedule()
    .withIntervalInDays(1) //每天执行一次
    //.withIntervalInWeeks(1) //每周执行一次
    .build();

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2.3.3 DailyTimeIntervalTrigger

DailyTimeIntervalTrigger和SimpleTrigger不同的是不仅可以支持SimpleTrigger支持时间间隔类型，而且还支持指定星期。

DailyTimeIntervalTrigger的属性有：

startTimeOfDay 每天开始时间

endTimeOfDay 每天结束时间

daysOfWeek 需要执行的星期

interval 执行间隔

intervalUnit 执行间隔的单位（秒，分钟，小时，天，月，年，星期）

repeatCount 重复次数

dailyTimeIntervalSchedule()
    .startingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(9, 0)) //第天9：00开始
    .endingDailyAt(TimeOfDay.hourAndMinuteOfDay(15, 0)) //15：00 结束 
    .onDaysOfTheWeek(MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY) //周一至周五执行
    .withIntervalInHours(1) //每间隔1小时执行一次
    .withRepeatCount(100) //最多重复100次（实际执行100+1次）
    .build();

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2.3.4 CronTrigge

CronTrigger适合于更复杂的任务，它支持Linux Cron的语法。CronTrigger覆盖了以上三种Trigger的大部分功能。

CronTrigger的属性只有; 
： Cron表达式，Cron表达式需要程序员自己编写，比较复杂

cronSchedule("0 0/3 9-15 * * ?") // 每天9:00-15:00，每隔3分钟执行一次
    .build();

cronSchedule("0 30 9 ? * MON") // 每周一，9:30执行一次
.build();

weeklyOnDayAndHourAndMinute(MONDAY,9, 30) //等同于 0 30 9 ? * MON 
    .build();

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Cron表达式

位置	时间域	允许值	特殊值
1	秒	0-59	,- * /
2	分钟	0-59	,- * /
3	小时	0-23	,- * /
4	日期	1-31	,- * ? / L W C
5	月份	1-12	,- * /
6	星期	1-7	,- * ? / L C #
7	年份(可选)	1-31	,- * /

星号()：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如， 在分钟字段时，表示“每分钟”；

问号（?）：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于点位符；

减号(-)：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从10到12点，即10,11,12；

逗号(,)：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；

斜杠(/)：x/y表达一个等步长序列，x为起始值，y为增量步长值。如在分钟字段中使用0/15，则表示为0,15,30和45秒，而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50，你也可以使用*/y，它等同于0/y；

L：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中，表示这个月份的最后一天，如一月的31号，非闰年二月的28号；如果L用在星期中，则表示星期六，等同于7。但是，如果L出现在星期字段里，而且在前面有一个数值X，则表示“这个月的最后X天”，例如，6L表示该月的最后星期五；

W：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日，如果该月15号是星期六，则匹配14号星期五；如果15日是星期日，则匹配16号星期一；如果15号是星期二，那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月，如你指定1W，如果1号是星期六，结果匹配的是3号星期一，而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；

LW组合：在日期字段可以组合使用LW，它的意思是当月的最后一个工作日；

井号(#)：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五，#3表示当前的第三个)，而4#5表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；

C：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。

Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。

第三章 Scheduler(任务调度器)

3.1Scheduler定义

Scheduler就是任务调度控制器，Scheduler有两个重要组件：ThreadPool和JobStore。

注意：Job和Trigger需要存储下来才可以被使用。

ThreadPool就是线程池，所有的任务都会被线程池执行

JobStore是来存储运行时信息的，包括Trigger，Scheduler，JobDetail，业务锁等等。JobStore实现有RAMJob(内存实现)，JobStoreTX(JDBC，事务由Quartz管理），JobStoreCMT(JDBC，使用容器事务)，ClusteredJobStore(集群实现)等等

注意：Job和Trigger需要存储下来才可以被使用。

3.2 Schedule种类

Schedule有三种：

StdScheduler

RemoteMBeanScheduler

RemoteScheduler

其中StdScheduler最常用。

3.3 Schedule工厂

Schedule是由Schedule工厂创建的，有DirectSchedulerFactory或者StdSchedulerFactory，StdSchedulerFactory使用比较多

第四章 Job(任务)

4.1 Job定义

Job：也就是表示被调度的任务.JobDetail是任务的定义，而Job是任务的执行逻辑。在JobDetail里会引用一个Job Class定义

4.2 Job类型

Job有两种类型：无状态的(stateless)和有状态的(stateful)

区别在于：对于同一个Trigger来说，有状态的Job不能异步执行，也就是说需要等上一个任务Job执行完成后，才可以触发下一次执行。

4.3 Job属性

Job的属性有两种：volatility和durability

volatility表示任务是否持久化到数据库存储; 
durability表示在没有Trigger关联的条件下是否保留。 
volatility和durability都是boolean类型。

第五章 Quartz线程

5.1 Quartz线程分类

在Quartz中，线程分为Scheduler调度线程和任务执行线程。 
Scheduler调度线程主要有：执行常规调度的线程和执行misfired trigger的线程。

执行常规调度的线程(Regular Scheduler Thread)：轮询查询存储的所有触发器，到达触发时间，就从线程池获取一个空闲的线程，执行与触发器关联的任务。 
执行错失调度的线程(Misfire Scheduler Thread)：Misfire线程扫描所有的触发器，检查是否有misfired的线程，也就是没有被执行错过的线程，有的话根据misfire的策略分别处理。

附录：参考资料

http://www.xuxueli.com/xxl-job/#/

https://www.cnblogs.com/drift-ice/p/3817269.html

https://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-quartz/