python任务调度之schedule

本文通过开源项目schedule来学习定时任务如何工作

schedule简介

先来看下做做提供的一个例子

import schedule
import time

def job():
    print("I'm working...")

schedule.every(10).minutes.do(job)
schedule.every().hour.do(job)
schedule.every().day.at("10:30").do(job)
schedule.every().monday.do(job)
schedule.every().wednesday.at("13:15").do(job)
schedule.every().minute.at(":17").do(job)

while True:
    schedule.run_pending()
    time.sleep(1)

注解

每隔10分钟执行一次任务

每隔一个小时执行一次任务

每天10:30执行一次任务

每周一执行一次任务

每周三13:15执行一次任务

每小时的第17分钟时执行一次任务

schedule源码学习

可看到有三个类CancelJob、Scheduler、Job，对源码的分析也将围绕这三个类展开

CancelJob

class CancelJob(object):
    pass

可以看到这是一个空类，这个类的作用是当job执行函数返回一个CancelJob类型的对象时，执行完之后就会被Schedule移除，简单说就是只会执行一次

Scheduler

Scheduler类源码
这里为使代码精简、紧凑，删除了注释

class Scheduler(object):
    def __init__(self):
        self.jobs = []
    def run_pending(self):
        runnable_jobs = (job for job in self.jobs if job.should_run)
        for job in sorted(runnable_jobs):
            self._run_job(job)
    def run_all(self, delay_seconds=0):
        for job in self.jobs:
            self._run_job(job)
            time.sleep(delay_seconds)
    def clear(self):
        del self.jobs[:]
    def cancel_job(self, job):
        try:
            self.jobs.remove(job)
        except ValueError:
            pass
    def every(self, interval=1):
        job = Job(interval)
        self.jobs.append(job)
        return job
    def _run_job(self, job):
        ret = job.run()
        if isinstance(ret, CancelJob) or ret is CancelJob:
            self.cancel_job(job)
    @property
    def next_run(self):
        if not self.jobs:
            return None
        return min(self.jobs).next_run
    @property
    def idle_seconds(self):
        return (self.next_run - datetime.datetime.now()).total_seconds()

Scheduler作用

就是在job执行的时候执行它
函数解释

run_pending:运行所有可以运行的任务

run_all:运行所有任务，不管是否应该运行

clear:删除所有调度的任务

cancle_job:删除一个任务

every:创建一个调度任务，返回一个job

_run_joib:运行一个job

next_run:获取下一个要运行任务的时间，这里使用的min去得到最近将执行的job，之所以这样使用，是Job重载了__lt__方法，这样写起来很简洁

idle_second:还有多少秒即将开始运行任务

Job

Job是整个定时任务的核心. 主要功能就是根据创建Job时的参数,得到下一次运行的时间. 代码如下,稍微有点长(会省略部分代码，可以看源码):

class Job(object):
    def __init__(self, interval):
        self.interval = interval  # pause interval * unit between runs
        self.job_func = None  # the job job_func to run
        self.unit = None  # time units, e.g. 'minutes', 'hours', ...
        self.at_time = None  # optional time at which this job runs
        self.last_run = None  # datetime of the last run
        self.next_run = None  # datetime of the next run
        self.period = None  # timedelta between runs, only valid for
        self.start_day = None  # Specific day of the week to start on
    def __lt__(self, other):
        return self.next_run < other.next_run
    def minute(self):
        assert self.interval == 1, 'Use minutes instead of minute'
        return self.minutes
    @property
    def minutes(self):
        self.unit = 'minutes'
        return self
    @property
    def hour(self):
        assert self.interval == 1, 'Use hours instead of hour'
        return self.hours
    @property
    def hours(self):
        self.unit = 'hours'
        return self
    @property
    def day(self):
        assert self.interval == 1, 'Use days instead of day'
        return self.days
    @property
    def days(self):
        self.unit = 'days'
        return self
    @property
    def week(self):
        assert self.interval == 1, 'Use weeks instead of week'
        return self.weeks
    @property
    def weeks(self):
        self.unit = 'weeks'
        return self
    @property
    def monday(self):
        assert self.interval == 1, 'Use mondays instead of monday'
        self.start_day = 'monday'
        return self.weeks
    def at(self, time_str):
        assert self.unit in ('days', 'hours') or self.start_day
        hour, minute = time_str.split(':')
        minute = int(minute)
        if self.unit == 'days' or self.start_day:
            hour = int(hour)
            assert 0 <= hour <= 23
        elif self.unit == 'hours':
            hour = 0
        assert 0 <= minute <= 59
        self.at_time = datetime.time(hour, minute)
        return self
    def do(self, job_func, *args, **kwargs):
        self.job_func = functools.partial(job_func, *args, **kwargs)
        try:
            functools.update_wrapper(self.job_func, job_func)
        except AttributeError:
            # job_funcs already wrapped by functools.partial won't have
            # __name__, __module__ or __doc__ and the update_wrapper()
            # call will fail.
            pass
        self._schedule_next_run()
        return self
    @property
    def should_run(self):
        return datetime.datetime.now() >= self.next_run
    def run(self):
        logger.info('Running job %s', self)
        ret = self.job_func()
        self.last_run = datetime.datetime.now()
        self._schedule_next_run()
        return ret
    def _schedule_next_run(self):
        assert self.unit in ('seconds', 'minutes', 'hours', 'days', 'weeks')
        self.period = datetime.timedelta(**{self.unit: self.interval})
        self.next_run = datetime.datetime.now() + self.period
        #还有很多....

参数的含义：

interval：间隔多久，每interval秒或分等

job_func:job执行函数

unit:间隔单元，比如minutes，hours

at_time:job具体执行时间点，比如10:30等

last_run:job上次执行时间

next_run:job下一次即将执行时间

period:距离下次运行间隔时间

start_day:周的特殊天，也就是monday等的含义
各种方法

__lt__:比较哪个job最先即将执行, Scheduler中next_run方法里使用min会用到, 有时合适的使用python这些特殊方法可以简化代码，看起来更pythonic.

second、seconds的区别就是second时默认interval ==1,即schedule.every().second和schedule.every(1).seconds是等价的,作用就是设置unit为seconds. minute和minutes、hour和hours、day和days、week和weeks也类似.

monday: 设置start_day 为monday, unit 为weeks,interval为1. 含义就是每周一执行job. 类似 tuesday、wednesday、thursday、friday、saturday、sunday一样.

at: 表示某天的某个时间点，所以不适合minutes、weeks且start_day 为空(即单纯的周)这些unit. 对于unit为hours时,time_str中小时部分为0.

do: 设置job对应的函数以及参数, 这里使用functools.update_wrapper去更新函数名等信息.主要是functools.partial返回的函数和原函数名称不一样.具体可以看看官网文档. 然后调用_schedule_next_run去计算job下一次执行时间.

should_run: 判断job是否可以运行了.依据是当前时间点大于等于job的next_run

_schedule_next_run: 这是整个job的定时的逻辑部分是计算job下次运行的时间点的.描述一下流程:

计算下一次执行时间:

这里根据unit和interval计算出下一次运行时间. 举个例子,比如schedule.every().hour.do(job, message='things')下一次运行时间就是当前时间加上一小时的间隔.

但是当start_day不为空时，即表示某个星期. 这时period就不能直接加在当前时间了. 看代码:

其中days_ahead表示job表示的星期几与当表示的星期几差几天. 比如今天是星期三，job表示的是星期五,那么days_ahead就为2，最终self.next_run效果就是在now基础上加了2天.

当at_time不为空时, 需要更新执行的时间点,具体就是计算时、分、秒然后调用replace进行更新. 这里对unit为days或hours进行特殊处理:

当已经过了执行时间的话的话,unit为days的话减去一天, unit为hours的话减去一小时. 这样可以保证任务今天运行.

后面还有一句代码:

这句的含义时对于像monday这些定时任务特殊情况的处理. 举个例子, 今天是星期四12:00,创建的job是星期四13:00, days_ahead <=7 这个条件满足,最终next_run实际加了7,这样的话这个任务就不会运行了. 所以这一步实际就是把7减掉. 看上去有点绕, 实际只要把days_ahead <= 0改为days_ahead < 0这句代码就不用了.

学习总结

通过学习schedule,可以看到实现一个基础的任务定时调度就是根据job的配置计算执行时间和执行job. 代码里我认为比较好的地方有:

__lt__的使用,这样min函数直接应用在job上.
@property是代码更简洁
返回self支持连缀操作,像schedule.every(10).minutes.do(job)看起来很直接.
时间部分完全是根据datetime实现的,有很多很好用的函数.

的确需要好好学习下
转载：https://zhuanlan.zhihu.com/p/23086148