Quartz 2.2 的實現原理和執行過程
一、Quartz 的幾個概念類
這幾個概念類,是我們呼叫Quartz任務排程的基礎。瞭解清楚之後,我們再來看一下如何去啟動和關閉一個Quartz排程程式。
- 1、org.quartz.Job
它是一個抽象介面,表示一個工作,也就是我們要執行的具體內容,他只定義了一個幾口方法:
void execute(JobExecutionContext context)
作用等同Spring的:
org.springframework.scheduling.quartz.QuartzJobBean - 2、org.quartz.JobDetail
JobDetail表示一個具體的可執行的排程程式,Job是這個可執行程排程程式所要執行的內容,它包含了這個任務排程的方案和策略。
他的實現類:
org.quartz.impl.JobDetailImpl
作用等同Spring:
org.springframework.scheduling.quartz.MethodInvokingJobDetailFactoryBean - 3、org.quartz.Trigger
它是一個抽象介面,表示一個排程引數的配置,通過配置它,來告訴排程容器什麼時候去呼叫JobDetail。
他的兩個實現類:
org.quartz.impl.triggers.SimpleTriggerImpl
org.quartz.impl.triggers.CronTriggerImpl
等同於Spring的:
org.springframework.scheduling.quartz.SimpleTriggerBean
org.springframework.scheduling.quartz.CronTriggerBean
前者只支援按照一定頻度呼叫任務,如每隔30分鐘執行一次。
後者既支援按照一定頻度呼叫任務,又支援定時任務。 - 4、org.quartz.Scheduler
代表一個排程容器,一個排程容器中可以註冊多個JobDetail和Trigger。當Trigger與JobDetail組合,就可以被Scheduler容器排程了。它的方法有start()、shutdown()等方法,負責管理整個排程作業。
等同Spring的: org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean
二、Quartz 入門示例
import org.quartz.JobBuilder;
import org.quartz.JobDetail;
import org.quartz.Scheduler;
import org.quartz.SchedulerException;
import org.quartz.SchedulerFactory;
import org.quartz.SimpleScheduleBuilder;
import org.quartz.Trigger;
import org.quartz.TriggerBuilder;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
public class Quartz {
public static void main(String[] args) {
// 1、建立JobDetial物件 , 並且設定選項
JobDetail jobDetail= JobBuilder.newJob(MyJob.class).withIdentity("testJob_1","group_1").build();
// 2、通過 TriggerBuilder 建立Trigger物件
TriggerBuilder<Trigger> triggerBuilder = TriggerBuilder.newTrigger();
triggerBuilder.withIdentity("trigger_1", "group_1");
triggerBuilder.startNow();
// 設定重複次數和間隔時間
triggerBuilder.withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
.withIntervalInMilliseconds(1) //時間間隔
.withRepeatCount(5) // 重複次數
);
// 設定停止時間
//triggerBuilder.endAt(new Date(System.currentTimeMillis() + 3));
// 建立Trigger物件
Trigger trigger = triggerBuilder.build();
// 3、建立Scheduler物件,並配置JobDetail和Trigger物件
SchedulerFactory sf = new StdSchedulerFactory();
try {
Scheduler scheduler = sf.getScheduler();
scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
// 4、並執行啟動、關閉等操作
scheduler.start();
//關閉排程器
//scheduler.shutdown(true);
} catch (SchedulerException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
import java.util.Date;
import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;
public class MyJob implements Job{
public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
System.out.println(new Date() + ": doing something...");
}
}
執行結果:
Wed Aug 03 19:12:53 CST 2016: doing something…
Wed Aug 03 19:12:53 CST 2016: doing something…
Wed Aug 03 19:12:53 CST 2016: doing something…
Wed Aug 03 19:12:53 CST 2016: doing something…
Wed Aug 03 19:12:53 CST 2016: doing something…
Wed Aug 03 19:12:53 CST 2016: doing something…
當把結束時間改為:
// 設定停止時間
triggerBuilder.endAt(new Date(System.currentTimeMillis() + 3));
執行結果:
Wed Aug 03 19:17:12 CST 2016: doing something…
Wed Aug 03 19:17:12 CST 2016: doing something…
Wed Aug 03 19:17:12 CST 2016: doing something…
結果分析:
可以看出,設定重複執行5次,沒設定停止時間的時候,執行了6次,當停止時間設定為new Date(System.currentTimeMillis() + 3時, 果只執行了3次。 也就是說當到了停止時間,不管執行的次數是否到達最大次數,都不在執行了。
當添加了關閉排程器:
//關閉排程器
scheduler.shutdown(true);
執行結果:
Wed Aug 03 19:17:12 CST 2016: doing something…
三、Quartz 簡單總結
- 1、scheduler.shutdown(true); // true表示等到本次執行結束
- 2、為了配置強大時間排程策略,可以研究專門的CronTrigger。
- 3、整合Spring時,Quartz容器關閉方式有兩種方法,一種是關閉- Spring容器,一種是獲取到SchedulerFactoryBean例項,然後呼叫一個shutdown就搞定了。
- 4、Quartz的JobDetail、Trigger都可以在執行時重新設定,並且在下次呼叫時候起作用。這就為動態作業的實現提供了依據。你可以將排程時間策略存放到資料庫,然後通過資料庫資料來設定Trigger,這樣就能產生動態的排程。
- 5、JobDetail不儲存具體的例項,但它允許你定義一個例項,JobDetail 又指向JobDataMap。 JobDetail持有Job的詳細資訊,如它所屬的組,名稱等資訊
- 6、JobDataMap儲存著任務例項的物件,並保持著他們狀態資訊,它是Map介面的實現,即你可以往裡面put和get一些你想儲存和獲取的資訊.
- 7、scheduler容器包含多個JobDetail和Trigger。scheduler是個容器,容器中有一個執行緒池,用來並行排程執行每個作業,這樣可以提高容器效率。
四、Quartz 執行過程
quartz執行時由QuartzSchedulerThread類作為主體,迴圈執行排程流程。JobStore作為中間層,按照quartz的併發策略執行資料庫操作,完成主要的排程邏輯。JobRunShellFactory負責例項化JobDetail物件,將其放入執行緒池執行。LockHandler負責獲取LOCKS表中的資料庫鎖。
整個quartz對任務排程的時序大致如下:
0.排程器執行緒run()
1.獲取待觸發trigger
1.1讀取JobDetail資訊
1.2讀取trigger表中觸發器資訊並標記為”已獲取”2.觸發trigger
2.1確認trigger的狀態
2.2讀取trigger的JobDetail資訊
2.3讀取trigger的Calendar資訊
2.4更新trigger資訊3例項化並執行Job
3.1從執行緒池獲取執行緒執行JobRunShell的run方法
我們看到初始化一個排程器需要用工廠類獲取例項:
SchedulerFactory sf = new StdSchedulerFactory();
Scheduler sch = sf.getScheduler();
// 然後啟動:
sch.start();
下面跟進StdSchedulerFactory的getScheduler()方法:
public Scheduler getScheduler() throws SchedulerException {
if (cfg == null) {
initialize();
}
SchedulerRepository schedRep = SchedulerRepository.getInstance();
//從"排程器倉庫"中根據properties的SchedulerName配置獲取一個排程器例項
Scheduler sched = schedRep.lookup(getSchedulerName());
if (sched != null) {
if (sched.isShutdown()) {
schedRep.remove(getSchedulerName());
} else {
return sched;
}
}
//初始化排程器
sched = instantiate();
return sched;
}
我們再看一下 sched = instantiate(); 排程器的初始化方法
- 讀取配置資源,
- 生成QuartzScheduler物件,
- 建立該物件的執行執行緒,並啟動執行緒;
- 初始化JobStore,QuartzScheduler,DBConnectionManager等重要元件,
- 至此,排程器的初始化工作已完成,初始化工作中quratz讀取了資料庫中存放的對應當前排程器的鎖資訊,對應CRM中的表QRTZ2_LOCKS,中的STATE_ACCESS,TRIGGER_ACCESS兩個LOCK_NAME.
public void initialize(ClassLoadHelper loadHelper,
SchedulerSignaler signaler) throws SchedulerConfigException {
if (dsName == null) {
throw new SchedulerConfigException("DataSource name not set.");
}
classLoadHelper = loadHelper;
if(isThreadsInheritInitializersClassLoadContext()) {
log.info("JDBCJobStore threads will inherit ContextClassLoader of thread: " + Thread.currentThread().getName());
initializersLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
}
this.schedSignaler = signaler;
// If the user hasn't specified an explicit lock handler, then
// choose one based on CMT/Clustered/UseDBLocks.
if (getLockHandler() == null) {
// If the user hasn't specified an explicit lock handler,
// then we *must* use DB locks with clustering
if (isClustered()) {
setUseDBLocks(true);
}
if (getUseDBLocks()) {
if(getDriverDelegateClass() != null && getDriverDelegateClass().equals(MSSQLDelegate.class.getName())) {
if(getSelectWithLockSQL() == null) {
//讀取資料庫LOCKS表中對應當前排程器的鎖資訊
String msSqlDflt = "SELECT * FROM {0}LOCKS WITH (UPDLOCK,ROWLOCK) WHERE " + COL_SCHEDULER_NAME + " = {1} AND LOCK_NAME = ?";
getLog().info("Detected usage of MSSQLDelegate class - defaulting 'selectWithLockSQL' to '" + msSqlDflt + "'.");
setSelectWithLockSQL(msSqlDflt);
}
}
getLog().info("Using db table-based data access locking (synchronization).");
setLockHandler(new StdRowLockSemaphore(getTablePrefix(), getInstanceName(), getSelectWithLockSQL()));
} else {
getLog().info(
"Using thread monitor-based data access locking (synchronization).");
setLockHandler(new SimpleSemaphore());
}
}
}
當呼叫sch.start();方法時, scheduler做了如下工作:
1.通知listener開始啟動
2.啟動排程器執行緒
3.啟動plugin
4.通知listener啟動完成
public void start() throws SchedulerException {
if (shuttingDown|| closed) {
throw new SchedulerException(
"The Scheduler cannot be restarted after shutdown() has been called.");
}
// QTZ-212 : calling new schedulerStarting() method on the listeners
// right after entering start()
//通知該排程器的listener啟動開始
notifySchedulerListenersStarting();
if (initialStart == null) {
initialStart = new Date();
//啟動排程器的執行緒
this.resources.getJobStore().schedulerStarted();
//啟動plugins
startPlugins();
} else {
resources.getJobStore().schedulerResumed();
}
schedThread.togglePause(false);
getLog().info(
"Scheduler " + resources.getUniqueIdentifier() + " started.");
//通知該排程器的listener啟動完成
notifySchedulerListenersStarted();
}
排程過程
排程器啟動後,排程器的執行緒就處於執行狀態了,開始執行quartz的主要工作–排程任務. 前面已介紹過,任務的排程過程大致分為三步:
1.獲取待觸發trigger
2.觸發trigger
3.例項化並執行Job
而排程過程的三個步驟就承載在QuartzSchedulerThread這個排程器執行緒類的run()方法中。程式碼大家可以看一下原始碼。我在這裡就略過性的支出run()方法中對應上面三個步驟的原始碼。
觸發器的獲取,run()方法中獲取待觸發trigger
呼叫JobStoreSupport.acquireNextTriggers方法:
//排程器在trigger佇列中尋找30秒內一定數目的trigger準備執行排程,
//引數1:nolaterthan = now+3000ms,引數2 最大獲取數量,大小取執行緒池執行緒剩餘量與定義值得較小者
//引數3 時間視窗 預設為0,程式會在nolaterthan後加上視窗大小來選擇trigger
triggers = qsRsrcs.getJobStore().acquireNextTriggers(
now + idleWaitTime, Math.min(availThreadCount, qsRsrcs.getMaxBatchSize()), qsRsrcs.getBatchTimeWindow());
引數的意義如下:
引數1:nolaterthan = now+3000ms,即未來30s內將會被觸發.
引數2 最大獲取數量,大小取執行緒池執行緒剩餘量與定義值得較小者.
引數3 時間視窗 預設為0,程式會在nolaterthan後加上視窗大小來選擇
觸發trigger: QuartzSchedulerThread.run()
呼叫JobStoreSupport.triggersFired方法:
List<TriggerFiredResult> res = qsRsrcs.getJobStore().triggersFired(triggers);
該方法做了以下工作:
1.獲取trigger當前狀態
2.通過trigger中的JobKey讀取trigger包含的Job資訊
3.將trigger更新至觸發狀態
4.結合calendar的資訊觸發trigger,涉及多次狀態更新
5.更新資料庫中trigger的資訊,包括更改狀態至STATE_COMPLETE,及計算下一次觸發時間.
6.返回trigger觸發結果的資料傳輸類TriggerFiredBundle
Job執行過程:QuartzSchedulerThread.run()
qsRsrcs.getJobStore().releaseAcquiredTrigger(triggers.get(i));
shell.initialize(qs);
為每個Job生成一個可執行的RunShell,並放入執行緒池執行.
在最後排程執行緒生成了一個隨機的等待時間,進入短暫的等待,這使得其他節點的排程器都有機會獲取資料庫資源.如此就實現了quratz的負載平衡.
這樣一次完整的排程過程就結束了.排程器執行緒進入下一次迴圈.
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