1、分布式调用之 quartz 基本原理

本文介绍: 1、分布式调用之 quartz 基本原理

任务调度需求分析

任务调度的实现方式有很多，如果要实现我们的调度需求，我们对这个工具有什么样的基本要求呢？

基本需求

1.可以定义触发的规则，比如基于时刻、时间间隔、表达式。
2.可以定义需要执行的任务。比如执行一个脚本或者一段代码。任务和规则是分开的。
3.集中管理配置，持久配置。不用把规则写在代码里面，可以看到所有的任务配置，方便维护。重启之后任务可以再次调度——配置文件或者配置中心。
4.支持任务的串行执行，例如执行 A 任务后再执行 B 任务再执行 C 任务。
5.支持多个任务并发执行，互不干扰（例如 ScheduledThreadPoolExecutor）。
6.有自己的调度器，可以启动、中断、停止任务。
7.容易集成到 Spring。

任务调度工具对比

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Timer

单线程执行

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class TestTimerTask extends TimerTask {
    /**
     * 此计时器任务要执行的操作。
     */
    public void run() {
        Date executeTime = new Date(this.scheduledExecutionTime());
        String dateStr = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date());
        System.out.println("任务执行了：" + dateStr);
    }
}



public class TestTimer {
    public static void main(String[] args) {
        Timer timer = new Timer();
        TimerTask task = new TestTimerTask();
        timer.schedule(task, 5000L, 1000L);
    }
}

Quartz

基本介绍

官网：http://www.quartz-scheduler.org/
Quatz 是一个特性丰富的，开源的任务调度库，它几乎可以嵌入所有的 Java 程序，从很小的独立应用程序到大型商业系统。Quartz 可以用来创建成百上千的简单的或者复杂的任务，这些任务可以用来执行任何程序可以做的事情。
Quartz 拥有很多企业级的特性，包括支持 JTA 事务和集群。
Quartz 是一个老牌的任务调度系统，98 年构思，01 年发布到 sourceforge。现在更新比较慢，因为已经非常成熟了。https://github.com/quartz-scheduler/quartz
Quartz 的目的就是让任务调度更加简单，开发人员只需要关注业务即可。他是用 Java 语言编写的（也有.NET 的版本）。Java 代码能做的任何事情，Quartz 都可以调度。
特点：
精确到毫秒级别的调度
可以独立运行，也可以集成到容器中
支持事务（JobStoreCMT ）
支持集群
支持持久化

体系结构总结

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JobDetail

我们创建一个实现 Job 接口的类，使用 JobBuilder 包装成 JobDetail，它可以携带KV 的数据。

Trigger

定义任务的触发规律，Trigger，使用 TriggerBuilder 来构建。
JobDetail 跟 Trigger 是 1:N 的关系。
思考：为什么要解耦？
Trigger 接口在 Quartz 有 4 个继承的子接口：
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MutableTrigger 和 CoreTrigger 最终也是用到以上四个类的实现类。

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SimpleTrigger

SimpleTrigger 可以定义固定时刻或者固定时间间隔的调度规则（精确到毫秒）。
例如：每天 9 点钟运行；每隔 30 分钟运行一次。

CalendarIntervalTrigger

CalendarIntervalTrigger 可以定义更多时间单位的调度需求，精确到秒。
好处是不需要去计算时间间隔，比如 1 个小时等于多少毫秒。
例如每年、每个月、每周、每天、每小时、每分钟、每秒。
每年的月数和每个月的天数不是固定的，这种情况也适用。

DailyTimeIntervalTrigger

每天的某个时间段内，以一定的时间间隔执行任务。
例如：每天早上 9 点到晚上 9 点，每隔半个小时执行一次，并且只在周一到周六执
行。

CronTrigger

CronTirgger 可以定义基于 Cron 表达式的调度规则，是最常用的触发器类型
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上面我们定义的都是在什么时间执行，但是我们有一些在什么时间不执行的需求，
比如：理财周末和法定假日购买不计息；证券公司周末和法定假日休市。
是不是要把日期写在数据库中，然后读取基于当前时间判断呢？
基于 Calendar 的排除规则
如果要在触发器的基础上，排除一些时间区间不执行任务，就要用到 Quartz 的
Calendar 类（注意不是 JDK 的 Calendar）。可以按年、月、周、日、特定日期、Cron表达式排除
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调用 Trigger 的 modifiedByCalendar()添加到触发器中，并且调用调度器的
addCalendar()方法注册排除规则
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public class CalendarDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SchedulerFactory sf = new StdSchedulerFactory();
        Scheduler scheduler = sf.getScheduler();
        scheduler.start();

        // 定义日历
        AnnualCalendar holidays = new AnnualCalendar();

        // 排除日
        Calendar gupaoDay = (Calendar) new GregorianCalendar(2019, 8, 8);
        holidays.setDayExcluded(gupaoDay, true);
        // 排除中秋节
        Calendar midAutumn = new GregorianCalendar(2019, 9, 13);
        holidays.setDayExcluded(midAutumn, true);
        // 排除圣诞节
        Calendar christmas = new GregorianCalendar(2019, 12, 25);
        holidays.setDayExcluded(christmas, true);

        // 调度器添加日历
        scheduler.addCalendar("holidays", holidays, false, false);

        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(MyJob1.class)
                .withIdentity("job1", "group1")
                .usingJobData("gupao","测试 2673")
                .build();

        Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                .withIdentity("trigger1", "group1")
                .startNow()
                .modifiedByCalendar("holidays")
                .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
                        .withIntervalInSeconds(2)
                        .repeatForever())
                .build();

        Date firstRunTime = scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
        System.out.println(jobDetail.getKey() + " 第一次触发： " + firstRunTime);
    }
}

Scheduler

调度器，是 Quartz 的指挥官，由 StdSchedulerFactory 产生。它是单例的。
并且是 Quartz 中最重要的 API，默认是实现类是 StdScheduler，里面包含了一个
QuartzScheduler。QuartzScheduler 里面又包含了一个 QuartzSchedulerThread。
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Scheduler 中的方法主要分为三大类：
1）操作调度器本身，例如调度器的启动 start()、调度器的关闭 shutdown()。
2）操作 Trigger，例如 pauseTriggers()、resumeTrigger()。
3）操作 Job，例如 scheduleJob()、unscheduleJob()、rescheduleJob()
这些方法非常重要，可以实现任务的动态调度

Listener

我们有这么一种需求，在每个任务运行结束之后发送通知给运维管理员。那是不是
要在每个任务的最后添加一行代码呢？这种方式对原来的代码造成了入侵，不利于维护。
如果代码不是写在任务代码的最后一行，怎么知道任务执行完了呢？或者说，怎么监测
到任务的生命周期呢？

观察者模式：定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则
所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。
Quartz 中提供了三种 Listener，监听 Scheduler 的，监听 Trigger 的，监听 Job 的。
只需要创建类实现相应的接口，并在 Scheduler 上注册 Listener，便可实现对核心
对象的监听。

JobListener

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TriggerListener

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SchedulerListener
方法比较多，省略

JobStore

问题：最多可以运行多少个任务（磁盘、内存、线程数）

Jobstore 用来存储任务和触发器相关的信息，例如所有任务的名称、数量、状态等
等。Quartz 中有两种存储任务的方式，一种在在内存，一种是在数据库。

RAMJobStore

Quartz 默认的 JobStore 是 RAMJobstore，也就是把任务和触发器信息运行的信息存储在内存中，用到了 HashMap、TreeSet、HashSet 等等数据结构。
如果程序崩溃或重启，所有存储在内存中的数据都会丢失。所以我们需要把这些数据持久化到磁盘。

JDBCJobStore

JDBCJobStore 可以通过 JDBC 接口，将任务运行数据保存在数据库中
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JDBC 的实现方式有两种，JobStoreSupport 类的两个子类：
JobStoreTX：在独立的程序中使用，自己管理事务，不参与外部事务。
JobStoreCMT：(Container Managed Transactions (CMT)，如果需要容器管理事务时，使用它。
使用 JDBCJobSotre 时，需要配置数据库信息：

org.quartz.jobStore.class:org.quartz.impl.jdbcjobstore.JobStoreTX
org.quartz.jobStore.driverDelegateClass:org.quartz.impl.jdbcjobstore.StdJDBCDelegate
# 使用 quartz.properties，不使用默认配置
org.quartz.jobStore.useProperties:true
#数据库中 quartz 表的表名前缀
org.quartz.jobStore.tablePrefix:QRTZ_
org.quartz.jobStore.dataSource:myDS
#配置数据源
org.quartz.dataSource.myDS.driver:com.mysql.jdbc.Driver
org.quartz.dataSource.myDS.URL:jdbc:mysql://localhost:3306/gupao?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
org.quartz.dataSource.myDS.user:root
org.quartz.dataSource.myDS.password:123456
org.quartz.dataSource.myDS.validationQuery=select 0 from dual