对chainsaw中一个简单Job Scheduler的扩展

    今天在看apache chainsaw这个项目的源代码时，无意中发现了一个非常简单的Job Scheduler的实现，源代码可以看这里：http://svn.apache.org/repos/asf/logging/chainsaw/trunk/src/main/java/org/apache/log4j/scheduler/ ，其中一个是Scheduler，另一个是Job接口。

    Scheduler介绍道：

    测试一下这个Scheduler，写一个非常简单的SimpleJob来实现Job接口。

package cn.lettoo.scheduler;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class SimpleJob implements Job {

    private String name;

    public SimpleJob(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void execute() {
        Date now = new Date(System.currentTimeMillis());

        System.out.println(String.format("%s: %s executed by thread %s",
                SimpleDateFormat.getDateTimeInstance().format(now), this.name,
                Thread.currentThread().getName()));
    }

}

    再写一个测试类：

package cn.lettoo.scheduler;

public class JobTest {

    public static void main(String[] args) {
        Scheduler scheduler = new Scheduler();
        
        Job job1 = new SimpleJob("job1");
        scheduler.schedule(job1, System.currentTimeMillis(), 5000);
        
        scheduler.start();
    }

}

    *这里的scheduler.schedule(job1, System.currentTimeMillis(), 5000);表示立即运行，且每5秒运行一次。

    执行结果如下：

    这样一个简单的Job Scheduler就实现了，但我发现这样只是一个单线程的Job Scheduler，假如我每个Job运行时间是10秒，而间隔是5秒，同时有多个Job运行的话，这个Scheduler的效率还是很差的。

    改动一下SimpleJob，让Job运行时sleep 10秒钟，来模拟job运行10秒。

public void execute() {
        Date now = new Date(System.currentTimeMillis());

        System.out.println(String.format("%s: %s executed by thread %s",
                SimpleDateFormat.getDateTimeInstance().format(now), this.name,
                Thread.currentThread().getName()));
        
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

    同时，在JobTest中创建多个job，并且让Scheduler去执行：

public static void main(String[] args) {
        Scheduler scheduler = new Scheduler();
        
        Job job1 = new SimpleJob("job1");
        scheduler.schedule(job1, System.currentTimeMillis(), 5000);
        
        Job job2 = new SimpleJob("job2");
        scheduler.schedule(job2, System.currentTimeMillis() + 1000, 5000);
        
        Job job3 = new SimpleJob("job3");
        scheduler.schedule(job3, System.currentTimeMillis() + 2000, 5000);
        
        Job job4 = new SimpleJob("job4");
        scheduler.schedule(job4, System.currentTimeMillis() + 3000, 5000);
        
        Job job5 = new SimpleJob("job5");
        scheduler.schedule(job5, System.currentTimeMillis() + 4000, 5000);
        
        scheduler.start();
    }

     再运行：

     可以看到，虽然我设置的job运行间隔都是5秒，但由于job本身要执行10秒，同时有多个job在排队执行，实现上job1的间隔已经到了50秒才执行。这样肯定是不行的。

    那么，使用多线程应该就可以解决这个问题了，加入线程池。让每个job都由线程池里的一个线程去执行。

    Scheduler源代码里，执行Job的方法是这样的：

/**
     * Run scheduler.
     */
    public synchronized void run() {
        while (!shutdown) {
            if (jobList.isEmpty()) {
                linger();
            } else {
                ScheduledJobEntry sje = (ScheduledJobEntry) jobList.get(0);
                long now = System.currentTimeMillis();
                if (now >= sje.desiredExecutionTime) {
                    executeInABox(sje.job);
                    jobList.remove(0);
                    if (sje.period > 0) {
                        sje.desiredExecutionTime = now + sje.period;
                        schedule(sje);
                    }
                } else {
                    linger(sje.desiredExecutionTime - now);
                }
            }
        }
        // clear out the job list to facilitate garbage collection
        jobList.clear();
        jobList = null;
        System.out.println("Leaving scheduler run method");
    }

    /**
     * We do not want a single failure to affect the whole scheduler.
     * @param job job to execute.
     */
    void executeInABox(final Job job) {
        try {
            job.execute();
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("The execution of the job threw an exception");
            e.printStackTrace(System.err);
        }
    }

     可以看到，只要在executeInABox的方法里，使用线程池的线程来执行job，就可以了。现在加一个Scheduler的子类，我加上一个 ExecutorService来实现线程池。同时我重写了executeInABox的方法，使用一个Runnable的实现类JobThread来运 行job的execute方法。

package cn.lettoo.scheduler;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

public class ThreadPoolScheduler extends Scheduler {
   
    private ExecutorService  pool;

    public ThreadPoolScheduler(ExecutorService  pool) {
        super();
        this.pool = pool;
    }

    @Override
    void executeInABox(final Job job) {
        pool.execute(new JobThread(job));
    }
    
    class JobThread implements Runnable {

        private Job job;
        
        public JobThread(Job job) {
            this.job = job;
        }
        
        public void run() {
            try {
                this.job.execute();
            } catch (Exception e) {
                System.err.println("The execution of the job threw an exception");
                e.printStackTrace(System.err);
            }
        }
        
    }
}

    再修改JobTest：

        // 创建一个可缓存的线程池
        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 构造带线程池的Scheduler
        ThreadPoolScheduler scheduler = new ThreadPoolScheduler(pool);
        .......
         scheduler.start();

    再运行，结果如下：

    可以看到，这时，job已经按我的要求，每5秒运行一次了。

    但再仔细一想，如果job是有状态的，我的job运行要10秒，而5秒就要再运行一次，有时我们是需要一个job完全执行完才能下一次再执行的，比如上面的job1，第一次运行完，才可以执行第二次。

    怎么解决这个问题？我目前的做法是在ThreadPoolScheduler里增加一个Set，存储正在执行的Job，当Job执行完成后，从这个Set中删除。在下次执行的时候，判断是否在Set中，如果在，则不执行。

private Set<Job> runningJobList = new HashSet<Job>();
    
    @Override
    void executeInABox(final Job job) {
        if (!runningJobList.contains(job)) {
            runningJobList.add(job);
            pool.execute(new JobThread(job));
        }
    }    

    class JobThread implements Runnable {

        private Job job;

        public JobThread(Job job) {
            this.job = job;
        }

        public void run() {
            try {
                this.job.execute();
                synchronized (this) {
                    runningJobList.remove(job);
                }
            } catch (Exception e) {
                System.err
                        .println("The execution of the job threw an exception");
                e.printStackTrace(System.err);
            }
        }

    }

    再执行：

     可以看到，这里已经避免了job在执行的时候，再次被执行。当然，也发生了其他的问题，如job1，第一次执行在23:29:27，执行过程是10秒，那 应该在23:29:37执行完，而我们要求是每5秒执行一次的话，则应该立即执行才对，可是实际上是在23:29:42才执行的。为什么会这样呢？原来， 在Scheduler中的run()方法中，只要执行了executeInABox方法之后，都会在jobList.remove(0)，也就是在 job1被scheduler并且到了时间之后，即使没有被执行，但是也被从jobList里remove掉了，然后再重新加5秒再次scheduler 上，也就是在23:29:37秒job1真正执行完成时，才再次重新scheduler上，也就是在42秒执行了。这是一个问题，如果要实现这个问题，需 要重新对Scheduler的代码进行重构，即在run()方法加上对runningJobList的检查功能。我这里就没有实现，如果您有更好的方法， 欢迎指出。