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

强大的调度功能，例如支持多样的调度方式

灵活的应用方式，例如支持任务和调度的多种组合方式

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

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

startTime和endTime
所有的Trigger都包含startTime、endTime这两个属性
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。
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

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();

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();

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。

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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();

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/