任务调度框架Quartz.docx
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任务调度框架Quartz
任务调度框架Quartz文档
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voidexecute（JobExecutionContextcontext），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.Stringname,java.lang.Stringgroup,java.lang.ClassjobClass），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1Scheduler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（Stringname,Stringgroup）：
通过该构造函数指定Trigger所属组和名称；
●SimpleTrigger（Stringname,Stringgroup,DatestartTime）：
除指定Trigger所属组和名称外，还可以指定触发的开发时间；
●SimpleTrigger（Stringname,Stringgroup,DatestartTime,DateendTime,intrepeatCount,longrepeatInterval）：
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（Stringname,Stringgroup,StringjobName,StringjobGroup,DatestartTime,DateendTime,intrepeatCount,longrepeatInterval）：
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1SimpleJob：
简单的Job实现类
packagecom.baobaotao.basic.quartz;
importjava.util.Date;
importorg.quartz.Job;
importorg.quartz.JobExecutionContext;
importorg.quartz.JobExecutionException;
publicclassSimpleJobimplementsJob{
①实例Job接口方法
publicvoidexecute（JobExecutionContextjobCtx）throwsJobExecutionException{
System.out.println（jobCtx.getTrigger（）.getName（）+"triggered.timeis:
"+（newDate（）））;
}
}
这个类用一条非常简单的输出语句实现了Job接口的execute（JobExecutionContextcontext）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2SimpleTriggerRunner：
使用SimpleTrigger进行调度
packagecom.baobaotao.basic.quartz;
importjava.util.Date;
importorg.quartz.JobDetail;
importorg.quartz.Scheduler;
importorg.quartz.SchedulerFactory;
importorg.quartz.SimpleTrigger;
importorg.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
publicclassSimpleTriggerRunner{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
try{
①创建一个JobDetail实例，指定SimpleJob
JobDetailjobDetail=newJobDetail（"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
SimpleTriggersimpleTrigger=newSimpleTrigger（"trigger1_1","tgroup1"）;
simpleTrigger.setStartTime（newDate（））;
simpleTrigger.setRepeatInterval（2000）;
simpleTrigger.setRepeatCount（100）;
③通过SchedulerFactory获取一个调度器实例
SchedulerFactoryschedulerFactory=newStdSchedulerFactory（）;
Schedulerscheduler=schedulerFactory.getScheduler（）;
scheduler.scheduleJob（jobDetail,simpleTrigger）;④注册并进行调度
scheduler.start（）;⑤调度启动
}catch（Exceptione）{
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（JobDetailjobDetail,Triggertrigger）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（JobExecutionContextjobCtx）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.DatestartTime）和setEndTime（java.util.DateendTime）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（newDate（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：
JobDetailjobDetail=newJobDetail（"job1_1","jGroup1",SimpleJob.class）;
SimpleTriggersimpleTrigger=newSimpleTrigger（"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（Triggertrigger）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（StringtrigName）方法将创建一个每秒执行一次的Trigger，而makeWeeklyTrigger（StringtrigName,intdayOfWeek,inthour,intminute）将创建一个每星期某一特定时间点执行一次的Trigger。
而getEvenMinuteDate（Datedate）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1Cron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
分钟
0-59
-*/
3
小时
0-23
-*/
4
日期
1-31
-*?
/LWC
5
月份
1-12
-*/
6
星期
1-7
-*?
/LC#
7
年（可选）
空值1970-2099
-*/
Cron表达式的时间字段除允许设置数值外，还可使用一些特殊的字符，提供列表、范围、通配符等功能，细说如下：
●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。
表2下面给出一些完整的Cron表示式的实例：
表2Cron表示式示例
表示式
说明
"0012**?
"
每天12点运行
"01510?
**"
每天10:
15运行
"01510**?
"
每天10:
15运行
"01510**?
*"
每天10:
15运行
"01510**?
2008"
在2008年的每天10：
15运行
"0*14**?
"
每天14点到15点之间每分钟运行一次，开始于14:
00，结束于14:
59。
"00/514**?
"
每天14点到15点每5分钟运行一次，开始于14:
00，结束于14:
55。
"00/514,18**?
"
每天14点到15点每5分钟运行一次，此外每天18点到19点每5钟也运行一次。
"00-514**?
"
每天14:
00点到14:
05，每分钟运行一次。
"010,4414?
3WED"
3月每周三的14:
10分到14:
44，每分钟运行一次。
"01510?
*MON-FRI"
每周一，二，三，四，五的10:
15分运行。
"0151015*?
"
每月15日10:
15分运行。
"01510L*?
"
每月最后一天10:
15分运行。
"01510?
*6L"
每月最后一个星期五10:
15分运行。
"01510?
*6L2007-2009"
在2007,2008,2009年每个月的最后一个星期五的10:
15分运行。
"01510?
*6#3"
每月第三个星期五的10:
15分运行。
CronTrigger实例
下面，我们使用CronTrigger对SimpleJob进行调度，通过Cron表达式制定调度规则，让它每5秒钟运行一次：
代码清单3CronTriggerRunner：
使用CronTrigger进行调度
packagecom.baobaotao.basic.quartz;
importorg.quartz.Cr
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