调度框架Quartz

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。

使用SimpleTrigger
SimpleTrigger拥有多个重载的构造函数，用以在不同场合下构造出对应的实例：

●SimpleTrigger(String name, String group)：通过该构造函数指定Trigger所属组和名称；

●SimpleTrigger(String name, String group, Date startTime)：除指定Trigger所属组和名称外，还可以指定触发的开发时间；

●SimpleTrigger(String name, String group, Date startTime, Date endTime, int repeatCount, long repeatInterval)：除指定以上信息外，还可以指定结束时间、重复执行次数、时间间隔等参数；

●SimpleTrigger(String name, String group, String jobName, String jobGroup, Date startTime, Date endTime, int repeatCount, long repeatInterval)：这是最复杂的一个构造函数，在指定触发参数的同时，还通过jobGroup和jobName，让该Trigger和Scheduler中的某个任务关联起来。

通过实现 org.quartz..Job 接口，可以使 Java 类化身为可调度的任务。代码清单1提供了 Quartz 任务的一个示例：

代码清单1 SimpleJob：简单的Job实现类

package com.baobaotao.basic.quartz;

import java.util.Date;

import org.quartz.Job;

import org.quartz.JobExecutionContext;

import org.quartz.JobExecutionException;

public class SimpleJob implements Job {

①实例Job接口方法

public void execute(JobExecutionContext jobCtx)throws JobExecutionException {

System.out.println(jobCtx.getTrigger().getName()+ " triggered. time is:" + (new Date()));

}

}

这个类用一条非常简单的输出语句实现了Job接口的execute(JobExecutionContext context) 方法，这个方法可以包含想要执行的任何代码。下面，我们通过SimpleTrigger对SimpleJob进行调度：

代码清单2 SimpleTriggerRunner：使用SimpleTrigger进行调度

package com.baobaotao.basic.quartz;

import java.util.Date;

import org.quartz.JobDetail;

import org.quartz.Scheduler;

import org.quartz.SchedulerFactory;

import org.quartz.SimpleTrigger;

import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;

public class SimpleTriggerRunner {

public static void main(String args[]) {

try {

①创建一个JobDetail实例，指定SimpleJob

JobDetail jobDetail = new JobDetail("job1_1","jGroup1", SimpleJob.class);

②通过SimpleTrigger定义调度规则：马上启动，每2秒运行一次，共运行100次

SimpleTrigger simpleTrigger = new SimpleTrigger("trigger1_1","tgroup1");

simpleTrigger.setStartTime(new Date());

simpleTrigger.setRepeatInterval(2000);

simpleTrigger.setRepeatCount(100);

③通过SchedulerFactory获取一个调度器实例

SchedulerFactory schedulerFactory = new StdSchedulerFactory();

Scheduler scheduler = schedulerFactory.getScheduler();

scheduler.scheduleJob(jobDetail, simpleTrigger);④ 注册并进行调度

scheduler.start();⑤调度启动

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

首先在①处通过JobDetail封装SimpleJob，同时指定Job在Scheduler中所属组及名称，这里，组名为jGroup1，而名称为job1_1。

在②处创建一个SimpleTrigger实例，指定该Trigger在Scheduler中所属组及名称。接着设置调度的时间规则。

最后，需要创建Scheduler实例，并将JobDetail和Trigger实例注册到Scheduler中。这里，我们通过StdSchedulerFactory获取一个Scheduler实例，并通过scheduleJob(JobDetail jobDetail, Trigger trigger)完成两件事：

1)将JobDetail和Trigger注册到Scheduler中；

2)将Trigger指派给JobDetail，将两者关联起来。

当Scheduler启动后，Trigger将定期触发并执行SimpleJob的execute(JobExecutionContext jobCtx)方法，然后每 10 秒重复一次，直到任务被执行 100 次后停止。

还可以通过SimpleTrigger的setStartTime(java.util.Date startTime)和setEndTime(java.util.Date endTime)指定运行的时间范围，当运行次数和时间范围冲突时，超过时间范围的任务运行不被执行。如可以通过simpleTrigger.setStartTime(new Date(System.currentTimeMillis() + 60000L))指定60秒钟以后开始。

除了通过scheduleJob(jobDetail, simpleTrigger)建立Trigger和JobDetail的关联，还有另外一种关联Trigger和JobDetail的方式：

JobDetail jobDetail = new JobDetail("job1_1","jGroup1", SimpleJob.class);

SimpleTrigger simpleTrigger = new SimpleTrigger("trigger1_1","tgroup1");

…

simpleTrigger.setJobGroup("jGroup1");①-1：指定关联的Job组名

simpleTrigger.setJobName("job1_1");①-2：指定关联的Job名称

scheduler.addJob(jobDetail, true);② 注册JobDetail

scheduler.scheduleJob(simpleTrigger);③ 注册指定了关联JobDetail的Trigger

在这种方式中，Trigger通过指定Job所属组及Job名称，然后使用Scheduler的scheduleJob(Trigger trigger)方法注册Trigger。有两个值得注意的地方：

通过这种方式注册的Trigger实例必须已经指定Job组和Job名称，否则调用注册Trigger的方法将抛出异常；

引用的JobDetail对象必须已经存在于Scheduler中。也即，代码中①、②和③的先后顺序不能互换。

在构造Trigger实例时，可以考虑使用org.quartz.TriggerUtils工具类，该工具类不但提供了众多获取特定时间的方法，还拥有众多获取常见Trigger的方法，如makeSecondlyTrigger(String trigName)方法将创建一个每秒执行一次的Trigger，而makeWeeklyTrigger(String trigName, int dayOfWeek, int hour, int minute)将创建一个每星期某一特定时间点执行一次的Trigger。而getEvenMinuteDate(Date date)方法将返回某一时间点一分钟以后的时间。

使用CronTrigger
CronTrigger 能够提供比 SimpleTrigger 更有具体实际意义的调度方案，调度规则基于 Cron 表达式，CronTrigger 支持日历相关的重复时间间隔（比如每月第一个周一执行），而不是简单的周期时间间隔。因此，相对于SimpleTrigger而言，CronTrigger在使用上也要复杂一些。

Cron表达式
Quartz使用类似于Linux下的Cron表达式定义时间规则，Cron表达式由6或7个由空格分隔的时间字段组成，如表1所示：

表1 Cron表达式时间字段

位置  时间域名  允许值  允许的特殊字符

1     秒       0-59     , - * /
 
2





文章出处：http://www.diybl.com/course/3_program/java/javashl/20081117/151154.html