Quartz 定时任务

Quartz定时发送消息的功能，该功能依附于Web应用上，即当Web应用启动时，该应用就开始作用。起先决定使用java.util.Timer和java.util.TimerTask来实现，但是研究了一下以后发现Java Timer的功能比较弱，而且其线程的范围不受Web应用的约束。后来发现了Quartz这个开源的调度框架，非常有趣。

首先我们要得到Quartz的最新发布版。目前其最新的版本是1.6。我们可以从以下地址获得它的完整下载包，包中可谓汤料十足，不仅有我们要的quartz.jar，更包含多个例程和详细的文档，从API到配置文件的XSD一应俱全。感兴趣的朋友也可以在src目录下找到该项目的源码一看究竟。

废话少说，下面就来看一看这个东东是怎么在Java Web Application中得以使用的。

首先不得不提出的是Quartz的三个核心概念：调度器、触发器、作业。让我们来看看他们是如何工作的吧。

一．作业总指挥——调度器

1．Scheduler接口

该接口或许是整个Quartz中最最上层的东西了，它提携了所有触发器和作业，使它们协调工作。每个Scheduler都存有JobDetail和Trigger的注册，一个Scheduler中可以注册多个JobDetail和多个Trigger，这些JobDetail和Trigger都可以通过group name和他们自身的name加以区分，以保持这些JobDetail和Trigger的实例在同一个Scheduler内不会冲突。所以，每个Scheduler中的JobDetail的组名是唯一的，本身的名字也是唯一的（就好像是一个JobDetail的ID）。Trigger也是如此。

Scheduler实例由SchedulerFactory产生，一旦Scheduler实例生成后，我们就可以通过生成它的工厂来找到该实例，获取它相关的属性。下面的代码为我们展示了如何从一个Servlet中找到SchedulerFactory并获得相应的Scheduler实例，通过该实例，我们可以获取当前作业中的testmode属性，来判断该作业是否工作于测试模式。



Java代码
//从当前Servlet上下文中查找StdSchedulerFactory     
    
            ServletContext ctx=request.getSession().getServletContext();     
    
            StdSchedulerFactory factory = (StdSchedulerFactory) ctx.getAttribute("org.quartz.impl.StdSchedulerFactory.KEY");     
    
            Scheduler sch = null;     
    
            try {     
    
                //获取调度器     
    
                sch = factory.getScheduler("SchedulerName");     
    
                //通过调度器实例获得JobDetail，注意领会JobDetailName和GroupName的用法     
    
                JobDetail jd=sch.getJobDetail("JobDetailName", "GroupName");     
    
                Map jobmap1=jd.getJobDataMap();     
    
                istest=jobmap1.get("testmode")+"";     
    
            } catch (Exception se) {      
    
                //如果得不到当前作业，则从配置文件中读取testmode     
    
                ReadXML("job.xml").get(“job.testmode”);     
    
            }   

//从当前Servlet上下文中查找StdSchedulerFactory  
 
            ServletContext ctx=request.getSession().getServletContext();  
 
            StdSchedulerFactory factory = (StdSchedulerFactory) ctx.getAttribute("org.quartz.impl.StdSchedulerFactory.KEY");  
 
            Scheduler sch = null;  
 
            try {  
 
                //获取调度器  
 
                sch = factory.getScheduler("SchedulerName");  
 
                //通过调度器实例获得JobDetail，注意领会JobDetailName和GroupName的用法  
 
                JobDetail jd=sch.getJobDetail("JobDetailName", "GroupName");  
 
                Map jobmap1=jd.getJobDataMap();  
 
                istest=jobmap1.get("testmode")+"";  
 
            } catch (Exception se) {   
 
                //如果得不到当前作业，则从配置文件中读取testmode  
 
                ReadXML("job.xml").get(“job.testmode”);  
 
            } 
Scheduler实例生成后，它处于"stand-by"模式，需要调用其start方法来使之投入运作。


Java代码
public class SendMailShedule{     
    
    //设置标准SchedulerFactory     
    
    static SchedulerFactory schedFact = new org.quartz.impl.StdSchedulerFactory();     
    
    static Scheduler sched;     
    
    public static void run()throws Exception{     
    
        //生成Scheduler实例     
    
             sched = schedFact.getScheduler();      
    
        //创建一个JobDetail实例，对应的Job实现类是SendMailJob     
    
             JobDetail jobDetail = new JobDetail("myJob",sched.DEFAULT_GROUP,SendMailJob.class);     
    
        //设置CronTrigger，利用Cron表达式设定触发时间     
    
        CronTrigger trigger = new CronTrigger("myTrigger","test","0 0 8 1 * ?");     
    
        sched.scheduleJob(jobDetail, trigger);      
    
        sched.start();     
    
    }     
    
    public static void  stop()throws Exception{     
    
        sched.shutdown();     
    
    }     
    
}   

public class SendMailShedule{  
 
    //设置标准SchedulerFactory  
 
    static SchedulerFactory schedFact = new org.quartz.impl.StdSchedulerFactory();  
 
    static Scheduler sched;  
 
    public static void run()throws Exception{  
 
        //生成Scheduler实例  
 
             sched = schedFact.getScheduler();   
 
        //创建一个JobDetail实例，对应的Job实现类是SendMailJob  
 
             JobDetail jobDetail = new JobDetail("myJob",sched.DEFAULT_GROUP,SendMailJob.class);  
 
        //设置CronTrigger，利用Cron表达式设定触发时间  
 
        CronTrigger trigger = new CronTrigger("myTrigger","test","0 0 8 1 * ?");  
 
        sched.scheduleJob(jobDetail, trigger);   
 
        sched.start();  
 
    }  
 
    public static void  stop()throws Exception{  
 
        sched.shutdown();  
 
    }  
 
} 

另外，我们也可以通过监听器来跟踪作业和触发器的工作状态。


二．作业及其相关

1． Job

作业实际上是一个接口，任何一个作业都可以写成一个实现该接口的类，并实现其中的execute()方法，来完成具体的作业任务。

2． JobDetail

JobDetail可以指定我们作业的详细信息，比如可以通过反射机制动态的加载某个作业的实例，可以指定某个作业在单个调度器内的作业组名称和具体的作业名称，可以指定具体的触发器。

一个作业实例可以对应多个触发器（也就是说学校每天10点放一次眼保健操录音，下午3点半可以再放一次），但是一个触发器只能对应一个作业实例（10点钟的时候学校不可能同时播放眼保健操和广播体操的录音）。

3． JobDataMap

这是一个给作业提供数据支持的数据结构，使用方法和java.util.Map一样，非常方便。当一个作业被分配给调度器时，JobDataMap实例就随之生成。

Job有一个StatefulJob子接口，代表有状态的任务，该接口是一个没有方法的标签接口，其目的是让Quartz知道任务的类型，以便采用不同的执行方案。无状态任务在执行时拥有自己的JobDataMap拷贝，对JobDataMap的更改不会影响下次的执行。而有状态任务共享共享同一个JobDataMap实例，每次任务执行对JobDataMap所做的更改会保存下来，后面的执行可以看到这个更改，也即每次执行任务后都会对后面的执行发生影响。

正因为这个原因，无状态的Job可以并发执行，而有状态的StatefulJob不能并发执行，这意味着如果前次的StatefulJob还没有执行完毕，下一次的任务将阻塞等待，直到前次任务执行完毕。有状态任务比无状态任务需要考虑更多的因素，程序往往拥有更高的复杂度，因此除非必要，应该尽量使用无状态的Job。

如果Quartz使用了数据库持久化任务调度信息，无状态的JobDataMap仅会在Scheduler注册任务时保持一次，而有状态任务对应的JobDataMap在每次执行任务后都会进行保存。

JobDataMap实例也可以与一个触发器相关联。这种情况下，对于同一作业的不同触发器，我们可以在JobDataMap中添加不同的数据，以便作业在不同时间执行时能够提供更为灵活的数据支持（学校上午放眼保健操录音第一版，下午放第二版）。

不管是有状态还是无状态的任务，在任务执行期间对Trigger的JobDataMap所做的更改都不会进行持久，也即不会对下次的执行产生影响。

三．触发器

       Trigger是一个抽象类，它有三个子类：SimpleTrigger，CronTrigger和NthIncludedDayTrigger。前两个比较常用。

1。SimpleTrigger：这是一个非常简单的类，我们可以定义作业的触发时间，并选择性的设定重复间隔和重复次数。

2。CronTrigger：这个触发器的功能比较强大，而且非常灵活，但是你需要掌握有关Cron表达式的知识。如果你是一个Unix系统爱好者，你很可能已经具备这种知识，但是如果你不了解Cron表达式，请看下面的Cron详解：



Cron表达式由6或7个由空格分隔的时间字段组成，如表1所示：



表1 Cron表达式时间字段


位置
时间域名
允许值
允许的特殊字符

1
秒
0-59
, - * /

2
分钟
0-59
, - * /

3
小时
0-23
, - * /

4
日期
1-31
, - * ? / L W C

5
月份
1-12
, - * /

6
星期
1-7
, - * ? / L C #

7
年(可选)
空值1970-2099
, - * /




Cron表达式的时间字段除允许设置数值外，还可使用一些特殊的字符，提供列表、范围、通配符等功能，细说如下：

●星号(*)：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如，*在分钟字段时，表示“每分钟”；

●问号（?）：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于点位符；

●减号(-)：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从10到12点，即10,11,12；

●逗号(,)：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；

●斜杠(/)：x/y表达一个等步长序列，x为起始值，y为增量步长值。如在分钟字段中使用0/15，则表示为0,15,30和45秒，而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50，你也可以使用*/y，它等同于0/y；

●L：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中，表示这个月份的最后一天，如一月的31号，非闰年二月的28号；如果L用在星期中，则表示星期六，等同于7。但是，如果L出现在星期字段里，而且在前面有一个数值X，则表示“这个月的最后X天”，例如，6L表示该月的最后星期五；



●W：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日，如果该月15号是星期六，则匹配14号星期五；如果15日是星期日，则匹配16号星期一；如果15号是星期二，那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月，如你指定1W，如果1号是星期六，结果匹配的是3号星期一，而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；



●LW组合：在日期字段可以组合使用LW，它的意思是当月的最后一个工作日；

●井号(#)：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五，#3表示当前的第三个)，而4#5表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；

● C：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。表2下面给出一些完整的Cron表示式的实例：



表2 Cron表示式示例


表示式
说明

"0 0 12 * * ? "
每天12点运行

"0 15 10 ? * *"
每天10:15运行

"0 15 10 * * ?"
每天10:15运行

"0 15 10 * * ? *"
每天10:15运行

"0 15 10 * * ? 2008"
在2008年的每天10：15运行

"0 * 14 * * ?"
每天14点到15点之间每分钟运行一次，开始于14:00，结束于14:59。

"0 0/5 14 * * ?"
每天14点到15点每5分钟运行一次，开始于14:00，结束于14:55。

"0 0/5 14,18 * * ?"
每天14点到15点每5分钟运行一次，此外每天18点到19点每5钟也运行一次。

"0 0-5 14 * * ?"
每天14:00点到14:05，每分钟运行一次。

"0 10,44 14 ? 3 WED"
3月每周三的14:10分到14:44，每分钟运行一次。

"0 15 10 ? * MON-FRI"
每周一，二，三，四，五的10:15分运行。

"0 15 10 15 * ?"
每月15日10:15分运行。

"0 15 10 L * ?"
每月最后一天10:15分运行。

"0 15 10 ? * 6L"
每月最后一个星期五10:15分运行。

"0 15 10 ? * 6L 2007-2009"
在2007,2008,2009年每个月的最后一个星期五的10:15分运行。

"0 15 10 ? * 6#3"
每月第三个星期五的10:15分运行。




好，说了这么多，最后让我们来看看如何在Web应用中使用Quartz




由于Scheduler的配置相当的个性化，所以，在Web应用中，我们可以通过一个quartz.properties文件来配置QuartzServlet。不过之前让我们先来看看web.xml中如何配置

web.xml

Java代码
<servlet>    
        <servlet-name>    
             QuartzInitializer     
        </servlet-name>    
        <display-name>    
             Quartz Initializer Servlet     
        </display-name>    
        <servlet-class>    
             org.quartz.ee.servlet.QuartzInitializerServlet     
        </servlet-class>    
        <load-on-startup>    
             -1     
        </load-on-startup>    
        <init-param>    
            <param-name>config-file</param-name>    
            <param-value>/quartz.properties</param-value>    
        </init-param>    
        <init-param>    
            <param-name>shutdown-on-unload</param-name>    
            <param-value>true</param-value>    
        </init-param>    
        <init-param>    
            <param-name>start-scheduler-on-load</param-name>    
            <param-value>true</param-value>    
        </init-param>    
    </servlet>   

<servlet> 
        <servlet-name> 
             QuartzInitializer  
        </servlet-name> 
        <display-name> 
             Quartz Initializer Servlet  
        </display-name> 
        <servlet-class> 
             org.quartz.ee.servlet.QuartzInitializerServlet  
        </servlet-class> 
        <load-on-startup> 
             -1  
        </load-on-startup> 
        <init-param> 
            <param-name>config-file</param-name> 
            <param-value>/quartz.properties</param-value> 
        </init-param> 
        <init-param> 
            <param-name>shutdown-on-unload</param-name> 
            <param-value>true</param-value> 
        </init-param> 
        <init-param> 
            <param-name>start-scheduler-on-load</param-name> 
            <param-value>true</param-value> 
        </init-param> 
    </servlet> 


这里，load-on-startup是指定QuartzServlet是否随应用启动，-1表示否，正数表示随应用启动，数值越小，则优先权越高。初始化参数中，config-file里面可以指定QuartzServlet的配置文件，这里我们用的是quartz.properties。shutdown-on-unload，表示是否在卸载应用时同时停止调度，该参数推荐true，否则你的tomcat进程可能停不下来。start-scheduler-on-load，表示应用加载时就启动调度器，如果为false，则quartz.properties中指定的调度器在用户访问这个Servlet之后才会加载，在此之前，如果你通过ServletContext查找SchedulerFactory是可以找到的，但是要得到具体的Scheduler，那么你一定会发现Jvm抛出了一个NullPointerExcetion。

下面就来看看quartz.properties的真面目。

quartz.properties


Java代码
org.quartz.scheduler.instanceName = PushDBScheduler    
org.quartz.scheduler.instanceId = one  
orgorg.quartz.threadPool.class = org.quartz.simpl.SimpleThreadPool     
org.quartz.threadPool.threadCount = 4    
org.quartz.threadPool.threadPriority = 4   
orgorg.quartz.plugin.jobInitializer.class = org.quartz.plugins.xml.JobInitializationPlugin  
org.quartz.plugin.jobInitializer.fileName = quartz_job.xml   

org.quartz.scheduler.instanceName = PushDBScheduler 
org.quartz.scheduler.instanceId = one
orgorg.quartz.threadPool.class = org.quartz.simpl.SimpleThreadPool  
org.quartz.threadPool.threadCount = 4 
org.quartz.threadPool.threadPriority = 4
orgorg.quartz.plugin.jobInitializer.class = org.quartz.plugins.xml.JobInitializationPlugin
org.quartz.plugin.jobInitializer.fileName = quartz_job.xml 




我想不用多说，大家都看出来了，首先配置了基本的Scheduler实例名，并分配了ID，然后为这个调度器设定了线程池，后面是初始化插件。初始化插件是Quartz非常实用的功能，你可以用这个功能来实现Quartz的扩展性。这里配置的插件是读取job XML文件，让调度器自动载入Job。这个插件现在支持读取多个job XML文件，但是我现在还没有试过，感兴趣的读者可以自己尝试。另外就是有一个scanInterval属性，表示每隔几秒自动扫描一次job XML文件，我现在也没有试过，感兴趣的读者可以自己试验一下。注意，该参数设定为0表示不扫描。

最后，我们来看看job XML文件，这里以quartz_job.xml为例

quartz_job.xml


Java代码
<quartz>    
    
    <job>       
    
        <job-detail>       
    
            <name>ScanItemsInDB</name>       
    
            <group>Scanning</group>       
    
            <job-class>com.testquartz.ScanDB</job-class>    
    
            <job-data-map allows-transient-data="true">    
    
                 <entry>    
    
                  <key>testmode</key>    
    
                  <value>true</value>    
    
                 </entry>    
    
            </job-data-map>    
    
        </job-detail>       
    
        <trigger>       
    
            <cron>       
    
                <name>t1</name>       
    
                <group> Scanning </group>       
    
                <job-name> ScanItemsInDB </job-name>       
    
                <job-group> Scanning </job-group>       
    
                <cron-expression>0 0/5 * * * ?</cron-expression>       
    
            </cron>       
    
        </trigger>       
    
    </job>       
    
</quartz>   

<quartz> 
 
    <job>    
 
        <job-detail>    
 
            <name>ScanItemsInDB</name>    
 
            <group>Scanning</group>    
 
            <job-class>com.testquartz.ScanDB</job-class> 
 
            <job-data-map allows-transient-data="true"> 
 
                 <entry> 
 
                  <key>testmode</key> 
 
                  <value>true</value> 
 
                 </entry> 
 
            </job-data-map> 
 
        </job-detail>    
 
        <trigger>    
 
            <cron>    
 
                <name>t1</name>    
 
                <group> Scanning </group>    
 
                <job-name> ScanItemsInDB </job-name>    
 
                <job-group> Scanning </job-group>    
 
                <cron-expression>0 0/5 * * * ?</cron-expression>    
 
            </cron>    
 
        </trigger>    
 
    </job>    
 
</quartz> 

这个文件真是非常显而易见了，我就不多说了，大家自己研究吧。

然后你只要自己写一下ScanDB这个类就可以了。

ScanDB.java

Java代码
public class ScanDB implements Job {      
     public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {     
            //你的代码     
    }     
    
}   

public class ScanDB implements Job {   
     public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {  
            //你的代码  
    }  
 
} 
 
注意JobExecutionContext这个类。这个类是用来存取任务执行时的相关信息的，从中我们可以获取当前作业的Trigger、Scheduler、JobDataMap等等。

当然，Scheduler也有对应的SchedulerContext，具体的用途很像ServletContext。有兴趣的读者自己研究吧。

另外就是可以提供一个提示：在一个作业执行的时候，你就可以设定另外一个调度器，去执行另一个Job，这样你可以每个一段时间扫描一下数据库，然后看一看数据库里有没有下一个时间段待发的邮件，然后调用一个新的调度器实例，以便在指定的发送时间将其发送出去。