基于quartz的企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

胡茂集

摘 要：本文在闡述quartz解釋、技術(shù)要素和優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，探索在J2EE架構(gòu)下使用quartz技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)的途徑。

關(guān)鍵詞：quartz；企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)

1 前言

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨以及商業(yè)應(yīng)用地飛速發(fā)展，利用java API實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)離散的任務(wù)調(diào)度應(yīng)用已無(wú)法滿足企業(yè)在動(dòng)態(tài)定制、工作效率以及統(tǒng)一、集中管控等方面提出的需求。企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)（Enterprise task scheduling platform，以下稱ETSP）正是在這樣的背景下提出，該平臺(tái)充分利用quartz開源框架功能強(qiáng)大，應(yīng)用靈活，易于集成的特點(diǎn)，適應(yīng)企業(yè)任務(wù)多而雜的現(xiàn)狀，將企業(yè)中諸如消息發(fā)送、數(shù)據(jù)備份、挖掘、報(bào)表分析、數(shù)據(jù)采集、同步、遷移、加工等一系列任務(wù)集中管控，并讓用戶可根據(jù)需要定制個(gè)性化任務(wù)調(diào)度，有效監(jiān)管任務(wù)調(diào)度運(yùn)行，降低出錯(cuò)概率，提高運(yùn)行效率，減輕企業(yè)IT人員的開發(fā)與維護(hù)工作。

2 Quartz任務(wù)調(diào)度的基本實(shí)現(xiàn)原理

傳統(tǒng)離散的企業(yè)任務(wù)調(diào)度或使用Java SDK Timer和 TimerTask類，或使用Crontab+SQL來(lái)達(dá)到目的，這類任務(wù)調(diào)度使配置和代碼分散在多處，難以維護(hù)和監(jiān)控，執(zhí)行過(guò)程沒有保證，缺失錯(cuò)誤恢復(fù)，在一些步驟復(fù)雜、分散，任務(wù)量大的情況下，很難進(jìn)行擴(kuò)展。這些局限恰恰是Quartz的優(yōu)勢(shì)。

Quartz完全基于Java實(shí)現(xiàn)。它有強(qiáng)大的調(diào)度功能，支持豐富多樣的調(diào)度方法，并具有以下特點(diǎn)：具有強(qiáng)大容錯(cuò)及負(fù)載均衡能力，能被集成到任何獨(dú)立的應(yīng)用中，可在servlet容器或應(yīng)用服務(wù)器中實(shí)例化，甚至成為獨(dú)立程序?yàn)榧海怀绦騿T可通過(guò)RMI運(yùn)用Quartz。

Quartz的核心三要素是trigger、job和scheduler，其中scheduler為執(zhí)行調(diào)度的實(shí)際控制器，trigger、job是任務(wù)調(diào)度的元數(shù)據(jù)。trigger用于定義調(diào)度規(guī)則，即按照什么時(shí)間或周期去執(zhí)行任務(wù)。一個(gè)job可被多個(gè)trigger關(guān)聯(lián)，但是一個(gè)trigger只能關(guān)聯(lián)一個(gè)job。Scheduler定義了很多接口和方法，它表示一個(gè)Quartz獨(dú)立的運(yùn)行容器，Trigger和JobDetail可以在Scheduler中被注冊(cè)，并許可外程序部通過(guò)組及名稱訪問(wèn)、控制容器中Trigger和JobDetail。

Quartz擁有完備的事件和事件監(jiān)聽體系，大部分組件都擁有觸發(fā)后事件、調(diào)度器開始事件、關(guān)閉事件任務(wù)執(zhí)行前事件、任務(wù)執(zhí)行后事件、觸發(fā)器觸發(fā)前事件等等。

3 企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)Quartz特性，企業(yè)任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)包括這些模塊：控制臺(tái)、任務(wù)調(diào)度、工作管理、運(yùn)行規(guī)則管理等，用戶使用企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)管控所有需要調(diào)度的任務(wù)，結(jié)合上文提到的scheduler與job的關(guān)聯(lián)來(lái)理清任務(wù)與工作之間的關(guān)系，其中，一個(gè)任務(wù)包含N個(gè)工作，需要通過(guò)系統(tǒng)界面將N個(gè)工作進(jìn)行工作編排，每個(gè)任務(wù)都基于一條運(yùn)行規(guī)則按照工作編排的順序執(zhí)行。所以，要新建一個(gè)調(diào)度任務(wù)，必須經(jīng)過(guò)以下步驟：

首先，在運(yùn)行規(guī)則管理模塊編排運(yùn)行規(guī)則。經(jīng)過(guò)規(guī)則測(cè)試成功之后再生成一條新的運(yùn)行規(guī)則，如用戶確定運(yùn)行規(guī)則為“每1個(gè)月的第10個(gè)工作日，在0時(shí)0分0秒執(zhí)行”，則規(guī)則編排器自動(dòng)生成Quartz cron表達(dá)式“0 0 0 10W 1/1 ？”。用戶可以選擇該運(yùn)行規(guī)則基于普通日歷還是工作日歷生成，如果基于工作日歷生成，則在之后的調(diào)度任務(wù)配置功能里可以設(shè)置遇到企業(yè)非工作日或者假期是否順延。工作日歷的管理功能在工作管理模塊中。

其次，在工作管理模塊新建任務(wù)所需要執(zhí)行的各項(xiàng)工作。每項(xiàng)工作生成一條新的工作項(xiàng)。這些工作項(xiàng)可以是企業(yè)其他系統(tǒng)提供的接口，也可以是一些用于數(shù)據(jù)處理的存儲(chǔ)過(guò)程或者是用于數(shù)據(jù)加工的ETL（Extract-Transform-Load）工具提供的工作流。新建工作項(xiàng)時(shí)，需要配置該工作所屬的工作組，工作組的概念是為了更好的管理各項(xiàng)工作，理清該工作屬性，可以按照用途、類別或者系統(tǒng)界限區(qū)分，比如所有涉及存儲(chǔ)過(guò)程的工作項(xiàng)歸為一類、系統(tǒng)接口歸為一類，或者涉及數(shù)據(jù)庫(kù)處理的歸為一類、程序執(zhí)行歸為另一類等。

最后，利用已新建的運(yùn)行規(guī)則及所需工作項(xiàng)，可以選擇N個(gè)工作項(xiàng)來(lái)編排一個(gè)調(diào)度任務(wù)，并設(shè)置該任務(wù)的出錯(cuò)處理、節(jié)假日處理等事項(xiàng)。

3.2 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

對(duì)于一些復(fù)雜的企業(yè)級(jí)任務(wù)調(diào)度應(yīng)用來(lái)說(shuō)，建議在程序的開發(fā)階段將整個(gè)Quartz的源代碼復(fù)制至開發(fā)環(huán)境中。一方面可以通過(guò)修改或擴(kuò)展Quartz一部分類來(lái)實(shí)現(xiàn)某些更為復(fù)雜的、Quartz本身尚不提供的接口功能；另一方面，通過(guò)閱讀源碼，我們可以迅速了解Quartz的實(shí)現(xiàn)原理，更加熟悉接下來(lái)的開發(fā)過(guò)程。下面我們通過(guò)創(chuàng)建數(shù)據(jù)關(guān)系與整合Quartz的方法來(lái)概述平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)邏輯。

Quartz依賴于一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RDMS）來(lái)持久化存儲(chǔ)。本平臺(tái)使用JDBC來(lái)持久化Scheduler狀態(tài)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。為了實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度管控功能，在本平臺(tái)中，首先引入Quartz數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

在Quartz中，任務(wù)本身實(shí)際的運(yùn)行時(shí)間和耗費(fèi)在每個(gè)監(jiān)聽器上的時(shí)間都會(huì)直接記入到任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間上，使用大量的監(jiān)聽器，如JobListeners、SchedulerListeners或TriggerListeners會(huì)影響Quartz執(zhí)行效率。再者，Quartz在與數(shù)據(jù)庫(kù)交互方面本身實(shí)際上只做很少的處理，差不多所有的時(shí)間都花費(fèi)在數(shù)據(jù)庫(kù)上，因?yàn)榛贘DBC的JobStore的速度很大程度上取決于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的速度。所以，在本平臺(tái)實(shí)施過(guò)程中，為提高平臺(tái)性能，一是為Quartz表建立索引；二是避免創(chuàng)建大量全局監(jiān)聽器。

接下來(lái)，我們需要在項(xiàng)目中整合Quartz，具體做法為：將quartz.properties文件放置到classes目錄下即可。至此，Quartz已經(jīng)完整合到了企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)項(xiàng)目中，并建立了任務(wù)調(diào)度數(shù)據(jù)庫(kù)。接下來(lái)，我們需要利用Quartz框架的重要組件來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度功能，這些組件包括Trigger、Scheduler、Job、JobDetail，以及SchedulerContext和JobDataMap等，限于篇幅，我們不再一一累述。Quartz框架的jar包中有名為examples的文件夾，其中有很多個(gè)基礎(chǔ)實(shí)例可供開發(fā)者參照。

4 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)的調(diào)度任務(wù)規(guī)模越大、越復(fù)雜、越被頻繁地執(zhí)行，那么能從信息化、自動(dòng)化中獲益也越大。通過(guò)本文對(duì)Quartz特性、企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的闡述，我們可以看出，更高的資源使用效率、伸縮性，更少的出錯(cuò)幾率使得利用Quartz來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺(tái)是不二選擇。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院）