Spring Quartz 框架结构概述（一）[转]

Spring Quartz 框架结构概述（一）[转]  

 标签：scheduler  trigger  jobdatamap  任务调度  quartz  

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概述

各种企业应用几乎都会碰到任务调度的需求，就拿论坛来说：每隔半个小时生成精华文章的 RSS 文件，每天凌晨统计论坛用户的积分排名，每隔 30 分钟执行锁定用户解锁任务。

对于一个典型的 MIS 系统来说，在每月 1 号凌晨统计上个月各部门的业务数据生成月报表，每半个小时查询用户是否已经有快到期的待处理业务 …… ，这样的例子俯拾皆是，不胜枚举。

任务调度本身涉及到多线程并发、运行时间规则制定和解析、场景保持与恢复、线程池维护等诸多方面的工作。如果直接使用自定义线程这种刀耕火种的原始办法，开发任务调度程序是一项颇具挑战性的工作。 Java 开源的好处就是：领域问题都能找到现成的解决方案。

OpenSymphony 所提供的 Quartz 自 2001 年发布版本以来已经被众多项目作为任务调度的解决方案， Quartz 在提供巨大灵活性的同时并未牺牲其简单性，它所提供的强大功能使你可以应付绝大多数的调度需求。

Quartz 在开源任务调度框架中的翘首，它提供了强大任务调度机制，难能可贵的是它同时保持了使用的简单性。 Quartz 允许开发人员灵活地定义触发器的调度时间表，并可以对触发器和任务进行关联映射。

此外， Quartz 提供了调度运行环境的持久化机制，可以保存并恢复调度现场，即使系统因故障关闭，任务调度现场数据并不会丢失。此外， Quartz 还提供了组件式的侦听器、各种插件、线程池等功能。

了解 Quartz 体系结构

Quartz 对任务调度的领域问题进行了高度的抽象，提出了调度器、任务和触发器这 3 个核心的概念，并在 org.quartz 通过接口和类对重要的这些核心概念进行描述：

●Job ：是一个接口，只有一个方法 void execute(JobExecutionContext context) ，开发者实现该接口定义运行任务， JobExecutionContext 类提供了调度上下文的各种信息。 Job 运行时的信息保存在 JobDataMap 实例中；

●JobDetail ： Quartz 在每次执行 Job 时，都重新创建一个 Job 实例，所以它不直接接受一个 Job 的实例，相反它接收一个 Job 实现类，以便运行时通过 newInstance() 的反射机制实例化 Job 。因此需要通过一个类来描述 Job 的实现类及其它相关的静态信息，如 Job 名字、描述、关联监听器等信息， JobDetail 承担了这一角色。

通过该类的构造函数可以更具体地了解它的功用： JobDetail(java.lang.String name, java.lang.String group, java.lang.Class jobClass) ，该构造函数要求指定 Job 的实现类，以及任务在 Scheduler 中的组名和 Job 名称；

●Trigger ：是一个类，描述触发 Job 执行的时间触发规则。主要有 SimpleTrigger 和 CronTrigger 这两个子类。当仅需触发一次或者以固定时间间隔周期执行， SimpleTrigger 是最适合的选择；而 CronTrigger 则可以通过 Cron 表达式定义出各种复杂时间规则的调度方案：如每早晨 9:00 执行，周一、周三、周五下午 5:00 执行等；

●Calendar ： org.quartz.Calendar 和 java.util.Calendar 不同，它是一些日历特定时间点的集合（可以简单地将 org.quartz.Calendar 看作 java.util.Calendar 的集合 ――java.util.Calendar 代表一个日历时间点，无特殊说明后面的 Calendar 即指 org.quartz.Calendar ）。一个 Trigger 可以和多个 Calendar 关联，以便排除或包含某些时间点。

假设，我们安排每周星期一早上 10:00 执行任务，但是如果碰到法定的节日，任务则不执行，这时就需要在 Trigger 触发机制的基础上使用 Calendar 进行定点排除。针对不同时间段类型， Quartz 在 org.quartz.impl.calendar 包下提供了若干个 Calendar 的实现类，如 AnnualCalendar 、 MonthlyCalendar 、 WeeklyCalendar 分别针对每年、每月和每周进行定义；

●Scheduler ：代表一个 Quartz 的独立运行容器， Trigger 和 JobDetail 可以注册到 Scheduler 中，两者在 Scheduler 中拥有各自的组及名称，组及名称是 Scheduler 查找定位容器中某一对象的依据， Trigger 的组及名称必须唯一， JobDetail 的组和名称也必须唯一（但可以和 Trigger 的组和名称相同，因为它们是不同类型的）。 Scheduler 定义了多个接口方法，允许外部通过组及名称访问和控制容器中 Trigger 和 JobDetail 。

Scheduler 可以将 Trigger 绑定到某一 JobDetail 中，这样当 Trigger 触发时，对应的 Job 就被执行。一个 Job 可以对应多个 Trigger ，但一个 Trigger 只能对应一个 Job 。可以通过 SchedulerFactory 创建一个 Scheduler 实例。 Scheduler 拥有一个 SchedulerContext ，它类似于 ServletContext ，保存着 Scheduler 上下文信息， Job 和 Trigger 都可以访问 SchedulerContext 内的信息。 SchedulerContext 内部通过一个 Map ，以键值对的方式维护这些上下文数据， SchedulerContext 为保存和获取数据提供了多个 put() 和 getXxx() 的方法。可以通过 Scheduler# getContext() 获取对应的 SchedulerContext 实例；

●ThreadPool ： Scheduler 使用一个线程池作为任务运行的基础设施，任务通过共享线程池中的线程提高运行效率。

Job 有一个 StatefulJob 子接口，代表有状态的任务，该接口是一个没有方法的标签接口，其目的是让 Quartz 知道任务的类型，以便采用不同的执行方案。无状态任务在执行时拥有自己的 JobDataMap 拷贝，对 JobDataMap 的更改不会影响下次的执行。而有状态任务共享共享同一个 JobDataMap 实例，每次任务执行对 JobDataMap 所做的更改会保存下来，后面的执行可以看到这个更改，也即每次执行任务后都会对后面的执行发生影响。

正因为这个原因，无状态的 Job 可以并发执行，而有状态的 StatefulJob 不能并发执行，这意味着如果前次的 StatefulJob 还没有执行完毕，下一次的任务将阻塞等待，直到前次任务执行完毕。有状态任务比无状态任务需要考虑更多的因素，程序往往拥有更高的复杂度，因此除非必要，应该尽量使用无状态的 Job 。

如果 Quartz 使用了数据库持久化任务调度信息，无状态的 JobDataMap 仅会在 Scheduler 注册任务时保持一次，而有状态任务对应的 JobDataMap 在每次执行任务后都会进行保存。

Trigger 自身也可以拥有一个 JobDataMap ，其关联的 Job 可以通过 JobExecutionContext#getTrigger().getJobDataMap() 获取 Trigger 中的 JobDataMap 。不管是有状态还是无状态的任务，在任务执行期间对 Trigger 的 JobDataMap 所做的更改都不会进行持久，也即不会对下次的执行产生影响。

Quartz 拥有完善的事件和监听体系，大部分组件都拥有事件，如任务执行前事件、任务执行后事件、触发器触发前事件、触发后事件、调度器开始事件、关闭事件等等，可以注册相应的监听器处理感兴趣的事件。

图 1 描述了 Scheduler 的内部组件结构， SchedulerContext 提供 Scheduler 全局可见的上下文信息，每一个任务都对应一个 JobDataMap ，虚线表达的 JobDataMap 表示对应有状态的任务：

图 1 Scheduler 结构图

一个 Scheduler 可以拥有多个 Triger 组和多个 JobDetail 组，注册 Trigger 和 JobDetail 时，如果不显式指定所属的组， Scheduler 将放入到默认组中，默认组的组名为 Scheduler.DEFAULT_GROUP 。组名和名称组成了对象的全名，同一类型对象的全名不能相同。

Scheduler 本身就是一个容器，它维护着 Quartz 的各种组件并实施调度的规则。 Scheduler 还拥有一个线程池，线程池为任务提供执行线程 ―― 这比执行任务时简单地创建一个新线程要拥有更高的效率，同时通过共享节约资源的占用。通过线程池组件的支持，对于繁忙度高、压力大的任务调度， Quartz 将可以提供良好的伸缩性。

提示： Quartz 完整下载包 examples 目录下拥有 10 多个实例，它们是快速掌握 Quartz 应用很好的实例。

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