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SpringBoot集成Quartz实现定时任务的方法

时间:2020-11-02 17:05:02 | 栏目:JAVA代码 | 点击:

1 需求

在我的前后端分离的实验室管理项目中,有一个功能是学生状态统计。我的设计是按天统计每种状态的比例。为了便于计算,在每天0点,系统需要将学生的状态重置,并插入一条数据作为一天的开始状态。另外,考虑到学生的请假需求,请假的申请往往是提前做好,等系统时间走到实际请假时间的时候,系统要将学生的状态修改为请假。

显然,这两个子需求都可以通过定时任务实现。在网上略做搜索以后,我选择了比较流行的定时任务框架Quartz。

2 Quartz

Quartz是一个定时任务框架,其他介绍网上也很详尽。这里要介绍一下Quartz里的几个非常核心的接口。

2.1 Scheduler接口

Scheduler翻译成调度器,Quartz通过调度器来注册、暂停、删除Trigger和JobDetail。Scheduler还拥有一个SchedulerContext,顾名思义就是上下文,通过SchedulerContext我们可以获取到触发器和任务的一些信息。

2.2 Trigger接口

Trigger可以翻译成触发器,通过cron表达式或是SimpleScheduleBuilder等类,指定任务执行的周期。系统时间走到触发器指定的时间的时候,触发器就会触发任务的执行。

2.3 JobDetail接口

Job接口是真正需要执行的任务。JobDetail接口相当于将Job接口包装了一下,Trigger和Scheduler实际用到的都是JobDetail。

3 SpringBoot官方文档解读

SpringBoot官方写了spring-boot-starter-quartz。使用过SpringBoot的同学都知道这是一个官方提供的启动器,有了这个启动器,集成的操作就会被大大简化。

现在我们来看一看SpingBoot2.2.6官方文档,其中第4.20小节Quartz Scheduler就谈到了Quartz,但很可惜一共只有两页不到的内容,先来看看这么精华的文档里能学到些什么。

Spring Boot offers several conveniences for working with the Quartz scheduler, including the
spring-boot-starter-quartz “Starter”. If Quartz is available, a Scheduler is auto-configured (through the SchedulerFactoryBean abstraction).
Beans of the following types are automatically picked up and associated with the Scheduler:
• JobDetail: defines a particular Job. JobDetail instances can be built with the JobBuilder API.
• Calendar.
• Trigger: defines when a particular job is triggered.

翻译一下:

SpringBoot提供了一些便捷的方法来和Quartz协同工作,这些方法里面包括`spring-boot-starter-quartz`这个启动器。如果Quartz可用,Scheduler会通过SchedulerFactoryBean这个工厂bean自动配置到SpringBoot里。
JobDetail、Calendar、Trigger这些类型的bean会被自动采集并关联到Scheduler上。

Jobs can define setters to inject data map properties. Regular beans can also be injected in a similar manner.

翻译一下:

Job可以定义setter(也就是set方法)来注入配置信息。也可以用同样的方法注入普通的bean。

下面是文档里给的示例代码,我直接完全照着写,拿到的却是null。不知道是不是我的使用方式有误。后来仔细一想,文档的意思应该是在创建Job对象之后,调用set方法将依赖注入进去。但后面我们是通过框架反射生成的Job对象,这样做反而会搞得更加复杂。最后还是决定采用给Job类加@Component注解的方法。

文档的其他篇幅就介绍了一些配置,但是介绍得也不全面,看了帮助也并不是很大。详细的配置可以参考w3school的Quartz配置

4 SpringBoot集成Quartz

4.1 建表

我选择将定时任务的信息保存在数据库中,优点是显而易见的,定时任务不会因为系统的崩溃而丢失。

建表的sql语句在Quartz的github中可以找到,里面有针对每一种常用数据库的sql语句,具体地址是:Quartz数据库建表sql

建表以后,可以看到数据库里多了11张表。我们完全不需要关心每张表的具体作用,在添加删除任务、触发器等的时候,Quartz框架会操作这些表。

4.2 引入依赖

pom.xml里添加依赖。

<!-- quartz 定时任务 -->
<dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-quartz</artifactId>
 <version>2.2.6.RELEASE</version>
</dependency>

4.3 配置quartz

application.yml中配置quartz。相关配置的作用已经写在注解上。

# spring的datasource等配置未贴出
spring:
 quartz:
  # 将任务等保存化到数据库
  job-store-type: jdbc
  # 程序结束时会等待quartz相关的内容结束
  wait-for-jobs-to-complete-on-shutdown: true
  # QuartzScheduler启动时更新己存在的Job,这样就不用每次修改targetObject后删除qrtz_job_details表对应记录
  overwrite-existing-jobs: true
  # 这里居然是个map,搞得智能提示都没有,佛了
  properties:
  org:
   quartz:
   	# scheduler相关
   scheduler:
    # scheduler的实例名
    instanceName: scheduler
    instanceId: AUTO
   # 持久化相关
   jobStore:
    class: org.quartz.impl.jdbcjobstore.JobStoreTX
    driverDelegateClass: org.quartz.impl.jdbcjobstore.StdJDBCDelegate
    # 表示数据库中相关表是QRTZ_开头的
    tablePrefix: QRTZ_
    useProperties: false
   # 线程池相关
   threadPool:
    class: org.quartz.simpl.SimpleThreadPool
    # 线程数
    threadCount: 10
    # 线程优先级
    threadPriority: 5
    threadsInheritContextClassLoaderOfInitializingThread: true

4.4 注册周期性的定时任务

第1节中提到的第一个子需求是在每天0点执行的,是一个周期性的任务,任务内容也是确定的,所以直接在代码里注册JobDetail和Trigger的bean就可以了。当然,这些JobDetail和Trigger也是会被持久化到数据库里。

/**
 * Quartz的相关配置,注册JobDetail和Trigger
 * 注意JobDetail和Trigger是org.quartz包下的,不是spring包下的,不要导入错误
 */
@Configuration
public class QuartzConfig {

 @Bean
 public JobDetail jobDetail() {
  JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(StartOfDayJob.class)
    .withIdentity("start_of_day", "start_of_day")
    .storeDurably()
    .build();
  return jobDetail;
 }

 @Bean
 public Trigger trigger() {
  Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
    .forJob(jobDetail())
    .withIdentity("start_of_day", "start_of_day")
    .startNow()
    // 每天0点执行
    .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 0 0 * * ?"))
    .build();
  return trigger;
 }
}

builder类创建了一个JobDetail和一个Trigger并注册成为Spring bean。从第3节中摘录的官方文档中,我们已经知道这些bean会自动关联到调度器上。需要注意的是JobDetail和Trigger需要设置组名和自己的名字,用来作为唯一标识。当然,JobDetail和Trigger的唯一标识可以相同,因为他们是不同的类。

Trigger通过cron表达式指定了任务执行的周期。对cron表达式不熟悉的同学可以百度学习一下。

JobDetail里有一个StartOfDayJob类,这个类就是Job接口的一个实现类,里面定义了任务的具体内容,看一下代码:

@Component
public class StartOfDayJob extends QuartzJobBean {
 private StudentService studentService;

 @Autowired
 public StartOfDayJob(StudentService studentService) {
  this.studentService = studentService;
 }

 @Override
 protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext)
   throws JobExecutionException {
  // 任务的具体逻辑
 }
}

这里面有一个小问题,上面用builder创建JobDetail时,传入了StartOfDayJob.class,按常理推测,应该是Quartz框架通过反射创建StartOfDayJob对象,再调用executeInternal()执行任务。这样依赖,这个Job是Quartz通过反射创建的,即使加了注解@Component,这个StartOfDayJob对象也不会被注册到ioc容器中,更不可能实现依赖的自动装配。

网上很多博客也是这么介绍的。但是根据我的实际测试,这样写可以完成依赖注入,但我还不知道它的实现原理。

4.5 注册无周期性的定时任务

第1节中提到的第二个子需求是学生请假,显然请假是不定时的,一次性的,而且不具有周期性。

4.5节与4.4节大体相同,但是有两点区别:

实体类:

public class LeaveApplication {
 @TableId(type = IdType.AUTO)
 private Integer id;
 private Long proposerUsername;
 @JsonFormat( pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm",timezone="GMT+8")
 private LocalDateTime startTime;
 @JsonFormat( pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm",timezone="GMT+8")
 private LocalDateTime endTime;
 private String reason;
 private String state;
 private String disapprovedReason;
 private Long checkerUsername;
 private LocalDateTime checkTime;

 // 省略getter、setter
}

Service层逻辑,重要的地方已在注释中说明。

@Service
public class LeaveApplicationServiceImpl implements LeaveApplicationService {
 @Autowired
 private Scheduler scheduler;
 
 // 省略其他方法与其他依赖

 /**
  * 添加job和trigger到scheduler
  */
 private void addJobAndTrigger(LeaveApplication leaveApplication) {
  Long proposerUsername = leaveApplication.getProposerUsername();
  // 创建请假开始Job
  LocalDateTime startTime = leaveApplication.getStartTime();
  JobDetail startJobDetail = JobBuilder.newJob(LeaveStartJob.class)
   	// 指定任务组名和任务名
    .withIdentity(leaveApplication.getStartTime().toString(),
      proposerUsername + "_start")
    // 添加一些参数,执行的时候用
    .usingJobData("username", proposerUsername)
    .usingJobData("time", startTime.toString())
    .build();
  // 创建请假开始任务的触发器
  // 创建cron表达式指定任务执行的时间,由于请假时间是确定的,所以年月日时分秒都是确定的,这也符合任务只执行一次的要求。
  String startCron = String.format("%d %d %d %d %d ? %d",
    startTime.getSecond(),
    startTime.getMinute(),
    startTime.getHour(),
    startTime.getDayOfMonth(),
    startTime.getMonth().getValue(),
    startTime.getYear());
  CronTrigger startCronTrigger = TriggerBuilder.newTrigger()
	   // 指定触发器组名和触发器名
    .withIdentity(leaveApplication.getStartTime().toString(),
      proposerUsername + "_start")
    .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(startCron))
    .build();

  // 将job和trigger添加到scheduler里
  try {
   scheduler.scheduleJob(startJobDetail, startCronTrigger);
  } catch (SchedulerException e) {
   e.printStackTrace();
   throw new CustomizedException("添加请假任务失败");
  }
 }
}

Job类逻辑,重要的地方已在注释中说明。

@Component
public class LeaveStartJob extends QuartzJobBean {
 private Scheduler scheduler;
 private SystemUserMapperPlus systemUserMapperPlus;

 @Autowired
 public LeaveStartJob(Scheduler scheduler,
       SystemUserMapperPlus systemUserMapperPlus) {
  this.scheduler = scheduler;
  this.systemUserMapperPlus = systemUserMapperPlus;
 }

 @Override
 protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext)
   throws JobExecutionException {
  Trigger trigger = jobExecutionContext.getTrigger();
  JobDetail jobDetail = jobExecutionContext.getJobDetail();
  JobDataMap jobDataMap = jobDetail.getJobDataMap();
  // 将添加任务的时候存进去的数据拿出来
  long username = jobDataMap.getLongValue("username");
  LocalDateTime time = LocalDateTime.parse(jobDataMap.getString("time"));

  // 编写任务的逻辑

  // 执行之后删除任务
  try {
   // 暂停触发器的计时
   scheduler.pauseTrigger(trigger.getKey());
   // 移除触发器中的任务
   scheduler.unscheduleJob(trigger.getKey());
   // 删除任务
   scheduler.deleteJob(jobDetail.getKey());
  } catch (SchedulerException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
}

5 总结

上文所述的内容应该可以满足绝大部分定时任务的需求。我在查阅网上的博客之后,发现大部分博客里介绍的Quartz使用还是停留在Spring阶段,配置也都是通过xml,因此我在实现了功能以后,将整个过程总结了一下,留给需要的人以及以后的自己做参考。

总体上来说,Quartz实现定时任务还是非常方便的,与SpringBoot整合之后配置也非常简单,是实现定时任务的不错的选择。

5.2 小坑1

在IDEA2020.1版本里使用SpringBoot与Quartz时,报错找不到org.quartz程序包,但是依赖里面明明有org.quartz,类里的import也没有报错,还可以通过Ctrl+鼠标左键直接跳转到相应的类里。后面我用了IDEA2019.3.4就不再有这个错误。那么就是新版IDEA的BUG了。

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