概述
Quartz
一款功能丰富、历史悠久,完全基于Java实现的开源任务调度框架,Java调度领域知名度非常高。其简单易用、稳定可靠的特性,使其被很多第三方应用将其当成调度框架基础依赖,如spring boot
已内置集成quartz
,elastic-job
调度框架则将quartz
作为其底层基础实现进行封装,xxl-job
曾经历史版本也是集成quartz
作为其触发实现机制基础,不过在最新版本采用时间轮实现已将quartz
移除。
核心三叉戟
使用quartz api
时,最核心三件套如下:
(资料图片)
Scheduler
SchedulerFactory
和Scheduler
从名称就很容易识别这里采用工厂设计模式,Scheduler
是quartz
暴露出来供开发使用的一个最重要组件,从开发者视角来看它就是quartz
的门面,对quartz
的各种操作都是通过Scheduler
进行串联,类似于quartz
的大管家、代言人角色。
“这种设计模式在开源框架中很常见,比如
mybatis
中SqlSessionFactory
和SqlSession
,通过给开发者提供大管家组件,通过一个组件串联起所有核心功能,简化了开发人员上手框架难度。
一般一个应用只会对应一个Scheduler
实例,不同Scheduler
实例之间通过schedulerName
进行隔离,所有的quartz
数据库表设计中都有sched_name
这一列字段,这样Scheduler处理任务时只会操作数据库表中对应schedulerName
下的数据。quartz
集群就是利用多个Scheduler
实例配置相同schedulerName
名称,实现多机器同时处理同一个schedulerName
下任务来达到集群效果。
“
schedulerName
可以通过org.quartz.scheduler.instanceName
进行配置,默认名称为QuartzScheduler
。
Scheduler
操作的主要是JobDetail
和Trigger
两个组件,JobDetail
封装的是任务配置信息,而Trigger
触发器封装了任务触发信息,它们是1:N
关系,即一个JobDetail
可以关联多个Trigger
触发器,但是一个Trigger
触发器只能绑定到一个Job上。
JobDetail
JobDetail
组件封装了quartz
调度任务定义信息,下面是JobDetail
组件常规使用方式如下:
// JobDataMap实现Map接口,任务调度时存储到JobExecuteContext中,可以传递给Job实例JobDataMap jobDataMap = new JobDataMap();jobDataMap.put("name", "zhangsan");jobDataMap.put("time", System.currentTimeMillis());JobDetail jobDetail = JobBuilder // 绑定任务类 .newJob(QuartzCronJob.class) .storeDurably() // job对应ID .withIdentity("job2", "DEFAULT") .usingJobData(jobDataMap) .build();JobKey jobKey = jobDetail.getKey();if (scheduler.checkExists(jobKey)) { log.warn("调度任务已存在,删除后重新添加:{}", jobKey); scheduler.interrupt(jobKey);//停止JOB /** * deleteJob操作在删除Job之前,会执行unscheduleJob()取消job和trigger关联 */ scheduler.deleteJob(jobKey);}// 将JobDetail任务定义信息插入quartz表scheduler.addJob(jobDetail, true);
JobDetail
操作比较简单,主要有两点需要注意:1、newJob(Class extends Job> jobClass)
操作绑定任务类,任务类就是封装用户业务逻辑类;2、withIdentity(String name, String group)
给该任务设置一个身份ID,后续可以通过该身份ID进行管理,为方便灵活管理quartz
抽象出group
概念,这样可以批量对一组作业进行批量操作,身份ID使用JobKey
进行封装。
使用Scheduler
类addJob(JobDetail jobDetail, boolean replace)
方法就将创建的Job
定义信息添加到quartz
中,一般采用数据库持久化模式,即这里就会将Job
定义信息插入到qrtz_job_details
表中(见下图)。
下面来看下几个关键字段:
sched_name:上面说过,用来关联对应的Scheduler实例is_durable:是否持久化is_nonconcurrent:是否允许同一个作业可以同时多个实例执行,比如一个任务间隔1秒,但其执行时间为2秒,通过该属性控制是否允许同一个作业有多个任务同时允许,参见@DisallowConcurrentExecutionis_update_data: 任务已经执行中,是否允许更新JobDataMap持久化信息,参见@PersistJobDataAfterExecutionrequests_recovery: 故障恢复使用,具体参见后续源码分析job_data:JobDataMap序列化后存储到字段中
Trigger
任务定义完成,但是任务按照怎么周期性规则进行触发执行,这就要看Trigger
触发器的脸色了
Trigger
组件常规使用方式如下:
JobDataMap jobDataMap = new JobDataMap();jobDataMap.put("name", "lisi");jobDataMap.put("address", "China");Trigger trigger = TriggerBuilder .newTrigger() .withIdentity("trigger1", "DEFAULT") .usingJobData(jobDataMap) .startAt(new Date()) .endAt(new Date(System.currentTimeMillis()+38 * 60 * 1000)) .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("*/10 * * * * ?")) .forJob(new JobKey("job1", "DEFAULT")) .build();//时间TriggerKey triggerKey = trigger.getKey();if(scheduler.checkExists(triggerKey)){ scheduler.unscheduleJob(triggerKey);}//必须绑定jobscheduler.scheduleJob(trigger);
和JobDetail
类似,主要有两点需要注意:1、同withIdentity(String name, String group)
,同理给该触发器设置一个身份ID,对应TriggerKey
;2、startAt()
、endAt()
对应启止时间;3、withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("*/10 * * * * ?"))
;4、forJob(JobKey keyOfJobToFire)
将Trigger
与Job
进行关联,这样才知道触发哪个任务。
最后通过Scheduler
类scheduleJob(Trigger trigger)
方法就将创建的Trigger
定义信息添加到quartz
中,一般采用数据库持久化模式,即这里就会将Trigger
定义信息插入到触发器相关表中,示例中使用cron
触发器,则插入到qrtz_cron_triggers
表中(见下图)。
下面我们就来看下任务是咋个触发的。Scheduler
类scheduleJob(Trigger trigger)
将触发器持久化后,你会发现qrtz_cron_triggers
中没有起止时间以及和Job
绑定内容,所以,接下来我们看一张非常重要表:qrtz_triggers
。scheduleJob()
方法在持久化Trigger
信息后会同时向qrtz_triggers
表插入一条记录(见下图):
qrtz_job_details
和qrtz_cron_triggers
可以看成静态表,那qrtz_triggers
就是运行动态表,保存着任务运行期间数据,且随着运行记录在动态变更,是quartz
调度任务运行最重要的一张表,下面我们来看下这张表中几个关键字段:
start_time、end_time: trigger定义时设置的起止时间next_fire_time: 下次触发时间戳prev_fire_time: 上次触发时间戳trigger_state: trigger状态,最常见状态WAITING、ACQUIRED和EXECUTING,分别对应等待(下次触发时间还早) -> 加载到内存中等待(下次触发时间快到了) --> 执行(下次触发时间到了,需要触发任务),具体参见后续源码分析misfire_instr: trigger触发时间过期处理策略,比如本来是10:23:50时间点进行触发,但是由于某些原因在10:23:53秒才检索出来,这是该触发时间点已经过期,misfire_instr就是控制采用什么策略处理该过期任务,是直接丢弃重新计算下次触发时间点、还是一定时间范围内过期的理解执行等等,具体参见后续源码分析job_data: 和JobDetail一样,Trigger也可绑定一个JobDataMap,用于向Job实例传递参数,该字段就是存储Trigger关联的JobDataMap序列化内容
quartz
基本上就是围绕qrtz_triggers
中这几个关键字段实现任务触发,我们连蒙带猜大致可以想出quartz
任务调度触发机制粗略流程:
1、通过配置的trigger
触发器,计算出下次触发时间,更新到next_fire_time
字段,同时更新trigger_state
状态为WAITING
;
2、quartz
线程扫描该表,从表中查询出未来很短一段时间将要触发的记录(比对next_fire_time
和当前时间)放入到内存排队队列中,然后将trigger_state
更新成ACQUIRED
;
3、然后阻塞直到内存排队队列中触发任务到时间点,再触发任务之前,重新计算下次触发时间点,更新到next_fire_time
,同时将trigger_state
更新为WAITING
,然后执行当前任务;
4、由于next_fire_time
和trigger_state
值更新,重新开始步骤1,就这样循环往复触发下去。
总结
这节从一个使用者角度简单分析quartz
核心运行机制,由于只是简单的从外层而未深入剖析源码,只是简单结合数据库表信息对quartz
大致的运行机制做个简单猜想,一些重要属性也没展开,带着这些疑问下一节通过源码分析找到真实的答案,一步步加深对quartz
运行机制的理解。