Springboot定时任务实现——Quartz

pavel随笔 2021-09-29

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最近需要写一些周期性自动执行的定时任务，如果在实验室，可能会选择java自带的Timer类；但是对于公司中的项目，Timer类实现定时任务只能有一个后台线程执行任务，并且只能让程序按照某个频度执行，并不能在指定时间点执行。任务调度框架Quartz刚好满足这些需求，在使用的时候了解了这个quartz，现总结如下。

现有定时任务框架：

1）简单的有Java自带的Timer、 ScheduledExecutorService， Spring自带的Task。

2）相较复杂的分布式定时任务中间件有XXL-JOB、ElasticJob等。

选Quartz理由：

1）任务Tigger能够被持久化，这样即使在发布后，任务依然能够执行，不需要重新设定。

2）能够轻松暂停恢复触发器（即下次不会被调度）。

3）支持Calander，Cron表达式等复杂的触发器，可以灵活的编写复杂触发器。

Quartz中有三个基本”组件”，由它们共同来定义，运行一个定时任务：

JobDetail，定时任务中的“任务”；Job接口是真正需要执行的任务。JobDetail接口相当于将Job接口包装了一下，Trigger和Scheduler实际用到的都是JobDetail。
Trigger，定时任务中的“定时”；通过cron表达式或是SimpleScheduleBuilder等类，指定任务执行的周期。
Scheduler，定时任务的调度器(组装器)；Quartz通过调度器来注册、暂停、删除Trigger和JobDetail。

Quartz通过Cron定义Quartz的调度时间Trigger（例如0 0 12 ? * WED
表示“每周三上午12：00”）。此外，时间表也可以通过SimpleTrigger
，由Date
定义触发的开始时间、毫秒的时间间隔和重复计数（例如“在下周三12：00，然后每隔10秒、执行5次”）。框架具体代码逻辑如下图所示：

创建并启动一个定时任务的正常流程是：创建任务类 ——> 创建JobDetail ——> 创建Trigger，具体代码实现如下：

引入springboot官方启动器

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
</dependency>

创建任务

在Quartz中创建的所有定时任务都要实现Job接口，但是在SpringBoot中所有的定时任务只要继承QuartzJobBean类即可。
QuartzJobBean是一个抽象类，实现了Quartz的Job接口。
与Thread的run()方法类似，定时任务的具体实现写在executeInternal()方法中。
每创建一个新的定时任务，都需要新建一个Java类并继承QuartzJobBean、实现executeInternal()。

@Component
public class FlowRestartJob extends QuartzJobBean {
    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FlowRestartJob.class);


    @Autowired
    private RestartFlowHandler restartFlowHandler;


    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
        try {
            restartFlowHandler.execute();  // 具体任务
        } catch (Exception e) {
            logger.error("任务失败 error:{}", e.getMessage());
        }
    }
}

提供 Quartz 相关配置 Bean，创建JobDetail和Trigger

使用建造者模式的JobBuilder来创建一个JobDetail对象。

JobDetail simpleJob = JobBuilder.newJob(SimpleJob.class)        //传入一个Job类
                                .withIdentity("SimpleJob", "AnchorJobs")    //(name, group)标识唯一一个JobDetail
                                .storeDurably()        //在没有Trigger关联的情况下保存该任务到调度器
                                .build();

newJob()中传入的Job类必须是继承了QuartzJobBean的类。
withIdentity()中group可不传，不传时默认设为”DEFAULT”。
storeDurably()使JobDetail可在没有关联Trigger的情况下添加到调度器中，否则会抛异常。建议调用此方法。

常用Trigger有两种：SimpleTrigger和CronTrigger。二者最大的区别是CronTrigger支持Cron表达式。创建CronTrigger：

CronScheduleBuilder scheduleBuilder = CronScheduleBuilder.cronSchedule("0/5 * * * * ?");    //Cron表达式，每5秒执行一次
CronTrigger cronTrigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                                    .withIdentity("CronJob", "AnchorTriggers")    //(name, group)唯一标识一个Trigger
                                    .startNow()                         //调用scheduler.scheduleJob()后立即开始执行定时任务
                                    .withSchedule(scheduleBuilder)      //不同的scheduleBuilder
                                    .build();

具体代码实现：

@Configuration
public class QuartzConfig {


    @Value("${quartz.restartCron}")
    private String restartCron; // corn表达式


    @Bean
    public JobDetail restartJob() {
        return JobBuilder.newJob(FlowRestartJob.class).withIdentity("FlowRestartJob").storeDurably().build();
    }


    @Bean
    public Trigger restartTrigger() {
        CronScheduleBuilder scheduleBuilder = CronScheduleBuilder.cronSchedule(restartCron);
        return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(restartJob())
                .withIdentity("FlowRestartJob").withSchedule(scheduleBuilder).build();
    }


}

一些思考：

1. Quartz和Springboot一起使用时为什么不用创建Scheduler？

SpringBoot官方写了 spring-boot-starter-quartz，这是一个官方提供的启动器，有了这个启动器，集成的操作就会被大大简化。SpingBoot2.2.6官方文档，其中第4.20小节 Quartz Scheduler 就谈到了Quartz。

原文如下：

Spring Boot offers several conveniences for working with the Quartz scheduler, including the
spring-boot-starter-quartz “Starter”. If Quartz is available, a Scheduler is auto-configured (through the SchedulerFactoryBean abstraction).
Beans of the following types are automatically picked up and associated with the Scheduler:
• JobDetail: defines a particular Job. JobDetail instances can be built with the JobBuilder API.
• Calendar.
• Trigger: defines when a particular job is triggered.

即：SpringBoot提供了一些便捷的方法来和Quartz协同工作，这些方法里面包括`spring-boot-starter-quartz`这个启动器。

如果Quartz可用，Scheduler会通过SchedulerFactoryBean这个工厂bean自动配置到SpringBoot里。JobDetail、Calendar、Trigger这些类型的bean会被自动采集并关联到Scheduler上。

Job可以定义setter(也就是set方法)来注入配置信息。也可以用同样的方法注入普通的bean。

2. 如何注册无周期性定时任务？

某些任务不是周期性的，只存在执行时间，但仍然是定时触发（例如某些游戏活动只在特定时刻发生一次，之后就不再产生）。想要完成这类任务必须完成以下两点：

Job类需要获取到一些数据用于任务的执行。
任务执行完成后删除Job和Trigger。

具体代码实现：

创建任务

@Component
public class RestartJob extends QuartzJobBean {
    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FlowRestartJob.class);
    private Scheduler scheduler;
    private SystemUserMapperPlus systemUserMapperPlus;


    @Autowired
    public RestartJob(Scheduler scheduler, SystemUserMapperPlus systemUserMapperPlus) {
        this.scheduler = scheduler;
        this.systemUserMapperPlus = systemUserMapperPlus;
    }


    @Autowired
    private RestartFlowHandler restartFlowHandler;


    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
        Trigger trigger = jobExecutionContext.getTrigger();
        // 将添加任务的时候存进去的数据拿出来
        JobDetail jobDetail = jobExecutionContext.getJobDetail();
        JobDataMap jobDataMap = jobDetail.getJobDataMap();
        long username = jobDataMap.getLongValue("username");
        LocalDateTime time = LocalDateTime.parse(jobDataMap.getString("time"));


        try {
          // 具体任务逻辑
            restartFlowHandler.execute();  


      // 执行之后删除任务      
            scheduler.pauseTrigger(trigger.getKey()); // 暂停触发器的计时
            scheduler.unscheduleJob(trigger.getKey()); // 移除触发器中的任务
            scheduler.deleteJob(jobDetail.getKey()); // 删除任务
        } catch (Exception e) {
            logger.error("任务失败 error:{}", e.getMessage());
        }   
    }
}

service层逻辑

@Service
public class LeaveApplicationServiceImpl implements LeaveApplicationService {
    @Autowired
    private Scheduler scheduler;


    // 添加job和trigger到scheduler
    private void addJobAndTrigger(LeaveApplication leaveApplication) {
        // 创建请假开始Job
        Long proposerUsername = leaveApplication.getProposerUsername();
        LocalDateTime startTime = leaveApplication.getStartTime();
        JobDetail startJobDetail = JobBuilder.newJob(RestartJob.class)
                // 指定任务组名和任务名
                .withIdentity(leaveApplication.getStartTime().toString(), proposerUsername + "_start")
                // 添加一些参数，执行的时候用于取出
                .usingJobData("username", proposerUsername)
                .usingJobData("time", startTime.toString())
                .build();


        // 创建请假开始任务的触发器
        // 创建cron表达式指定任务执行的时间，由于请假时间是确定的，所以年月日时分秒都是确定的，这也符合任务只执行一次的要求。
        String startCron = String.format("%d %d %d %d %d ? %d",
                startTime.getSecond(),
                startTime.getMinute(),
                startTime.getHour(),
                startTime.getDayOfMonth(),
                startTime.getMonth().getValue(),
                startTime.getYear());
        CronTrigger startCronTrigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                // 指定触发器组名和触发器名
                .withIdentity(leaveApplication.getStartTime().toString(), proposerUsername + "_start")
                .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(startCron))
                .build();


        // 将job和trigger添加到scheduler里
        try {
            scheduler.scheduleJob(startJobDetail, startCronTrigger);
        } catch (SchedulerException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new CustomizedException("添加请假任务失败");
        }
    }
}

数据库

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