概述
Quartz一款功能豐富、歷史悠久，完全基于Java實(shí)現(xiàn)的開源任務(wù)調(diào)度框架，Java調(diào)度領(lǐng)域知名度非常高。其簡單易用、穩(wěn)定可靠的特性，使其被很多第三方應(yīng)用將其當(dāng)成調(diào)度框架基礎(chǔ)依賴，如spring boot已內(nèi)置集成quartz，elastic-job調(diào)度框架則將quartz作為其底層基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行封裝，xxl-job曾經(jīng)歷史版本也是集成quartz作為其觸發(fā)實(shí)現(xiàn)機(jī)制基礎(chǔ)，不過在最新版本采用時(shí)間輪實(shí)現(xiàn)已將quartz移除。
核心三叉戟
使用quartz api時(shí)，最核心三件套如下：
Scheduler
SchedulerFactory和Scheduler從名稱就很容易識別這里采用工廠設(shè)計(jì)模式，Scheduler是quartz暴露出來供開發(fā)使用的一個(gè)最重要組件，從開發(fā)者視角來看它就是quartz的門面，對quartz的各種操作都是通過Scheduler進(jìn)行串聯(lián)，類似于quartz的大管家、代言人角色。
【資料圖】
“這種設(shè)計(jì)模式在開源框架中很常見，比如
mybatis中SqlSessionFactory和SqlSession，通過給開發(fā)者提供大管家組件，通過一個(gè)組件串聯(lián)起所有核心功能，簡化了開發(fā)人員上手框架難度。
一般一個(gè)應(yīng)用只會對應(yīng)一個(gè)Scheduler實(shí)例，不同Scheduler實(shí)例之間通過schedulerName進(jìn)行隔離，所有的quartz數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)中都有sched_name這一列字段，這樣Scheduler處理任務(wù)時(shí)只會操作數(shù)據(jù)庫表中對應(yīng)schedulerName下的數(shù)據(jù)。quartz集群就是利用多個(gè)Scheduler實(shí)例配置相同schedulerName名稱，實(shí)現(xiàn)多機(jī)器同時(shí)處理同一個(gè)schedulerName下任務(wù)來達(dá)到集群效果。
“
schedulerName可以通過org.quartz.scheduler.instanceName進(jìn)行配置，默認(rèn)名稱為QuartzScheduler。
Scheduler操作的主要是JobDetail和Trigger兩個(gè)組件，JobDetail封裝的是任務(wù)配置信息，而Trigger觸發(fā)器封裝了任務(wù)觸發(fā)信息，它們是1：N關(guān)系，即一個(gè)JobDetail可以關(guān)聯(lián)多個(gè)Trigger觸發(fā)器，但是一個(gè)Trigger觸發(fā)器只能綁定到一個(gè)Job上。
JobDetail
JobDetail組件封裝了quartz調(diào)度任務(wù)定義信息，下面是JobDetail組件常規(guī)使用方式如下：
// JobDataMap實(shí)現(xiàn)Map接口，任務(wù)調(diào)度時(shí)存儲到JobExecuteContext中，可以傳遞給Job實(shí)例JobDataMap jobDataMap = new JobDataMap();jobDataMap.put("name", "zhangsan");jobDataMap.put("time", System.currentTimeMillis());JobDetail jobDetail = JobBuilder // 綁定任務(wù)類 .newJob(QuartzCronJob.class) .storeDurably() // job對應(yīng)ID .withIdentity("job2", "DEFAULT") .usingJobData(jobDataMap) .build();JobKey jobKey = jobDetail.getKey();if (scheduler.checkExists(jobKey)) { log.warn("調(diào)度任務(wù)已存在，刪除后重新添加:{}", jobKey); scheduler.interrupt(jobKey);//停止JOB /** * deleteJob操作在刪除Job之前，會執(zhí)行unscheduleJob()取消job和trigger關(guān)聯(lián) */ scheduler.deleteJob(jobKey);}// 將JobDetail任務(wù)定義信息插入quartz表scheduler.addJob(jobDetail, true);JobDetail操作比較簡單，主要有兩點(diǎn)需要注意：1、newJob(Class jobClass)操作綁定任務(wù)類，任務(wù)類就是封裝用戶業(yè)務(wù)邏輯類；2、withIdentity(String name, String group)給該任務(wù)設(shè)置一個(gè)身份ID，后續(xù)可以通過該身份ID進(jìn)行管理，為方便靈活管理quartz抽象出group概念，這樣可以批量對一組作業(yè)進(jìn)行批量操作，身份ID使用JobKey進(jìn)行封裝。
使用Scheduler類addJob(JobDetail jobDetail, boolean replace)方法就將創(chuàng)建的Job定義信息添加到quartz中，一般采用數(shù)據(jù)庫持久化模式，即這里就會將Job定義信息插入到qrtz_job_details表中(見下圖)。
下面來看下幾個(gè)關(guān)鍵字段：
sched_name：上面說過，用來關(guān)聯(lián)對應(yīng)的Scheduler實(shí)例is_durable:是否持久化is_nonconcurrent:是否允許同一個(gè)作業(yè)可以同時(shí)多個(gè)實(shí)例執(zhí)行，比如一個(gè)任務(wù)間隔1秒，但其執(zhí)行時(shí)間為2秒，通過該屬性控制是否允許同一個(gè)作業(yè)有多個(gè)任務(wù)同時(shí)允許，參見@DisallowConcurrentExecutionis_update_data: 任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行中，是否允許更新JobDataMap持久化信息，參見@PersistJobDataAfterExecutionrequests_recovery: 故障恢復(fù)使用，具體參見后續(xù)源碼分析job_data:JobDataMap序列化后存儲到字段中Trigger
任務(wù)定義完成，但是任務(wù)按照怎么周期性規(guī)則進(jìn)行觸發(fā)執(zhí)行，這就要看Trigger觸發(fā)器的臉色了
Trigger組件常規(guī)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();//時(shí)間TriggerKey triggerKey = trigger.getKey();if(scheduler.checkExists(triggerKey)){ scheduler.unscheduleJob(triggerKey);}//必須綁定jobscheduler.scheduleJob(trigger);和JobDetail類似，主要有兩點(diǎn)需要注意：1、同withIdentity(String name, String group)，同理給該觸發(fā)器設(shè)置一個(gè)身份ID，對應(yīng)TriggerKey；2、startAt()、endAt()對應(yīng)啟止時(shí)間；3、withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("*/10 * * * * ?"))；4、forJob(JobKey keyOfJobToFire)將Trigger與Job進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣才知道觸發(fā)哪個(gè)任務(wù)。
最后通過Scheduler類scheduleJob(Trigger trigger)方法就將創(chuàng)建的Trigger定義信息添加到quartz中，一般采用數(shù)據(jù)庫持久化模式，即這里就會將Trigger定義信息插入到觸發(fā)器相關(guān)表中，示例中使用cron觸發(fā)器，則插入到qrtz_cron_triggers表中(見下圖)。
下面我們就來看下任務(wù)是咋個(gè)觸發(fā)的。Scheduler類scheduleJob(Trigger trigger)將觸發(fā)器持久化后，你會發(fā)現(xiàn)qrtz_cron_triggers中沒有起止時(shí)間以及和Job綁定內(nèi)容，所以，接下來我們看一張非常重要表:qrtz_triggers。scheduleJob()方法在持久化Trigger信息后會同時(shí)向qrtz_triggers表插入一條記錄(見下圖)：
qrtz_job_details和qrtz_cron_triggers可以看成靜態(tài)表，那qrtz_triggers就是運(yùn)行動態(tài)表，保存著任務(wù)運(yùn)行期間數(shù)據(jù)，且隨著運(yùn)行記錄在動態(tài)變更，是quartz調(diào)度任務(wù)運(yùn)行最重要的一張表，下面我們來看下這張表中幾個(gè)關(guān)鍵字段：
start_time、end_time: trigger定義時(shí)設(shè)置的起止時(shí)間next_fire_time: 下次觸發(fā)時(shí)間戳prev_fire_time: 上次觸發(fā)時(shí)間戳trigger_state: trigger狀態(tài)，最常見狀態(tài)WAITING、ACQUIRED和EXECUTING，分別對應(yīng)等待(下次觸發(fā)時(shí)間還早) -> 加載到內(nèi)存中等待(下次觸發(fā)時(shí)間快到了) --> 執(zhí)行(下次觸發(fā)時(shí)間到了，需要觸發(fā)任務(wù))，具體參見后續(xù)源碼分析misfire_instr: trigger觸發(fā)時(shí)間過期處理策略，比如本來是10:23:50時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行觸發(fā)，但是由于某些原因在10:23:53秒才檢索出來，這是該觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)已經(jīng)過期，misfire_instr就是控制采用什么策略處理該過期任務(wù)，是直接丟棄重新計(jì)算下次觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)、還是一定時(shí)間范圍內(nèi)過期的理解執(zhí)行等等，具體參見后續(xù)源碼分析job_data: 和JobDetail一樣，Trigger也可綁定一個(gè)JobDataMap，用于向Job實(shí)例傳遞參數(shù)，該字段就是存儲Trigger關(guān)聯(lián)的JobDataMap序列化內(nèi)容quartz基本上就是圍繞qrtz_triggers中這幾個(gè)關(guān)鍵字段實(shí)現(xiàn)任務(wù)觸發(fā)，我們連蒙帶猜大致可以想出quartz任務(wù)調(diào)度觸發(fā)機(jī)制粗略流程：
1、通過配置的trigger觸發(fā)器，計(jì)算出下次觸發(fā)時(shí)間，更新到next_fire_time字段，同時(shí)更新trigger_state狀態(tài)為WAITING；
2、quartz線程掃描該表，從表中查詢出未來很短一段時(shí)間將要觸發(fā)的記錄(比對next_fire_time和當(dāng)前時(shí)間)放入到內(nèi)存排隊(duì)隊(duì)列中，然后將trigger_state更新成ACQUIRED；
3、然后阻塞直到內(nèi)存排隊(duì)隊(duì)列中觸發(fā)任務(wù)到時(shí)間點(diǎn)，再觸發(fā)任務(wù)之前，重新計(jì)算下次觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)，更新到next_fire_time，同時(shí)將trigger_state更新為WAITING，然后執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)；
4、由于next_fire_time和trigger_state值更新，重新開始步驟1，就這樣循環(huán)往復(fù)觸發(fā)下去。
總結(jié)
這節(jié)從一個(gè)使用者角度簡單分析quartz核心運(yùn)行機(jī)制，由于只是簡單的從外層而未深入剖析源碼，只是簡單結(jié)合數(shù)據(jù)庫表信息對quartz大致的運(yùn)行機(jī)制做個(gè)簡單猜想，一些重要屬性也沒展開，帶著這些疑問下一節(jié)通過源碼分析找到真實(shí)的答案，一步步加深對quartz運(yùn)行機(jī)制的理解。
關(guān)鍵詞：
