1.前言

最近需要写一个每天定点自动执行的定时任务，对于以前自己写小项目，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。同时由于一般大型项目会有多个job分别需要在不同的时间点自动执行，单线程的Timer满足不了需求。而任务调度框架Quartz刚好满足这些需求，我是实习公司的项目中就已经配置好了这个框架，在使用的时候了解了这个quartz，现总结如下。

2.quartz是什么？

Quartz是OpenSymphony开源组织在Job scheduling领域又一个开源项目，完全由Java开发，可以用来执行定时任务，类似于java.util.Timer。但是相较于Timer， Quartz增加了很多功能：

持久性作业 - 就是保持调度定时的状态;
作业管理 - 对调度作业进行有效的管理;

quartz主要包括三个部分的模块,定时任务Job、触发器Trigger、调度器Scheduler。
简单的流程就是：调度器根据触发器来执行任务。

2.1 Job

Job：即被调度的任务，实现业务逻辑的接口，接口中只有一个方法execute。如果需要创建一个任务，必须得实现这个接口，任务每次被调用的时候都会执行这个execute方法的逻辑。

//预定义Job接口--pom.xml需要加载依赖的包
public interface Job {
    void execute(JobExecutionContext var1) throws JobExecutionException;
}

//任务逻辑通过实现Job接口，并且重写execute方法，将需要执行的逻辑实现写在execute函数中
public class TestJob implements Job {
      /**把要执行的操作，写在execute方法中  */
      @Override
      public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
          SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
          System.out.println("I can do something...");
          System.out.println(sdf.format(new Date()));
      }
  }
 
参考：https://juejin.im/post/5a0c08c5f265da4335624c8f

//1. 创建一个JodDetail实例 将该实例与Hello job class绑定    (链式写法)
JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(QuartzOrderReturn.class)// 定义Job类为QuartzOrderReturn类，这是真正的执行逻辑所在
                    .withIdentity(StrUtils.uuid())
                    .setJobData(jobDataMap)
                    .build();

2.2 Trigger

trigger：触发器，用于定义任务调度的时间规则。quartz有两种常见的trigger：SimpleTrigger和CornTrigger。
SimpleTrigger 主要针对一些简单的时间触发进行配置使用，比如指定的时间开始然后在一定的时间间隔之内重复执行一个job，同时可以任意指定重复的次数，但是不适合每天定时执行任务的场景，比如SimpleTrigger解决不了需要每天半夜十二点执行的任务。


//创建SimpleTrigger startTime end 分别表示触发器的首次触发时间和不再被触发的时间
 SimpleTrigger trigger = newTrigger()
                    .withIdentity("trigger", "group")
                    .startAt(startTime)
                    .endAt(end)
                    .withSchedule(
                            simpleSchedule().withIntervalInHours(
                                    executeFrequency).withRepeatCount(
                                    executeBatch)).build();

CronTrigger 可以配置更复杂的触发时刻表，基于日历的作业触发器。使用SimpleTrigger触发器需要设置不同的属性支撑，代码编写比较多，并且不灵活。而CornTrigger就比较灵活，可以通过设计Corn表达式来控制复杂的触发时间表。
Corn表达式：用于配置CornTrigger实例，由7个表达式组成的字符串，描述了时间表的详细信息。

//创建CornTrigger 比如下面的就是设计每天中午十二点整触发
CronTrigger trigger = newTrigger().withIdentity(triggerKey).withSchedule(cronSchedule("0 0 12 * * ?")).build();
// 把job和trigger加入调度
scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
//启动scheduler
scheduler.start();

对于Corn的理解参考：https://mp.weixin.qq.com/s/-0kwxC2lzs3CQrRP5sWoKQ?
在线生成Corn表达式：http://cron.qqe2.com/

2.3 Scheduler

Scheduler：在每次调度器执行job时，它在调用execute方法前会创建一个新的job实例，当调用完成之后，关联的job对象实例会被释放，释放的实例会被垃圾回收机制回收。
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。

// 把job和trigger加入调度
scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
//启动scheduler
scheduler.start();

//一个完整的实例
private void quartzOrderReturn(List<String> returnIds) {
        try {
            Scheduler scheduler = StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
            JobDataMap jobDataMap = new JobDataMap();
            jobDataMap.put("returnIds", returnIds);
            //1. 创建一个JodDetail实例 将该实例与Hello job class绑定    (链式写法)
            JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(QuartzOrderReturn.class)// 定义Job类为QuartzOrderReturn类，这是真正的执行逻辑所在
                    .withIdentity(StrUtils.uuid())
                    .setJobData(jobDataMap)
                    .build();
            // 2. 定义一个Trigger，定义该job在10秒后执行，并且执行一次
            Date startTime = new Date();
            startTime.setTime(startTime.getTime() + 10000L);
            SimpleTrigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                    .withIdentity(StrUtils.uuid(), HeaderNameConstants.getQuartzTrigger()).startNow()// 定义名字和组
                    .startAt(startTime)
                    .withSchedule(SimpleScheduleBuilder
                            .simpleSchedule()
                            .withIntervalInSeconds(2)//定义时间间隔是2秒
                            .withRepeatCount(0)//定义重复执行次数是无限次
                    )
                    .build();
            // 4. 将trigger和jobdetail加入这个调度
            scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
            // 5. 启动scheduler
            scheduler.start();
            // 6. 任务执行后20秒后休眠
            Thread.sleep(startTime.getTime() + 20000L);
            // 7. 如果定时任务开启则关闭
            if (scheduler.isStarted()) {
                scheduler.shutdown(true);
            }
        } catch (SchedulerException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

2.4 结构图

IJob：预实现的Job接口
MyJob：实现Job接口，定时任务逻辑写再execute函数
JobDetail，顾名思义，就是表示关于每个Job的相关信息，它主要包括两个核心组件，即Job Task和JobData Map
Trigger，表示触发器，根据配置规则来触发执行计划调度job，它主要包括两个核心组件，即SimpleTrigger和CronTrigger
IJobStore，表述任务存储器，主要存储job和trigger相关信息。
ISchedulerFactory,表示任务计划工厂，用来管理任务计划IScheduler。
IScheduler,表述任务计划，它相当于一个容器，具体job和job相关trigger就能够被注入其中，从而实现任务计划调度。其主要常用的方法：Start --启动执行计划 Shutdowm --关闭执行计划

            //每个2秒执行一次
            string cronParam = "*/2 * * * * ?";
            //创建计划任务抽象工厂
            ISchedulerFactory sf = new StdSchedulerFactory();
            //创建计划任务
            IScheduler sched = sf.GetScheduler();
            //创建job
            JobDetail job = new JobDetail("myJob","group", typeof(MyJob));
            //创建触发器
            Trigger trigger = new CronTrigger("myTrigger","group",cronParam);
            //将job和trigger注入到计划任务中
            sched.ScheduleJob(job, trigger);
            //启动计划任务
            sched.Start();
            //关闭计划任务
            //sched.Shutdown();

参考：https://www.cnblogs.com/wangjiming/archive/2018/11/28/10027439.html

3.定时任务如何实现并调度：TimeWheel

定时一般是使用时间轮(time wheel)算法实现。时间轮算法简单来说可以用下图表示，其主体是一个循环列表，

新任务加入时，会根据目前指针所在位置和需要等待的时间，确定保存在时钟的哪个位置。时间轮有3个重要的属性参数，ticksPerWheel（一轮的tick数），tickDuration（一个tick的持续时间）以及 timeUnit（时间单位）。
例如当ticksPerWheel=60，tickDuration=1，timeUnit=秒，这就和现实中秒针走动完全类似了，我们就用这种情况举例子。箭头运行到一个位置时，就运行相应的任务，然后通过sleep将时间补足一秒，正好就开始下一个tick了。这样循环往复，就可以让每个任务在需要的时间执行。

参考链接：https://www.zhihu.com/question/41918492/answer/490367825 http://www.kafka.cc/archives/244.html

4.项目中的扩展

1.抽象封装Job类

2.页面管理多个定时任务

5.总结

理解quartz是什么，包括哪些部分？
理解quartz是如何实现定时任务的？
理解quartz是如何管理调度多个定时任务的？
在项目实际使用quartz中，可以做哪些扩展？