.net core 实现基于 cron 表达式的任务调度

Intro

上次我们实现了一个简单的基于 Timer 的定时任务，详细信息可以看这篇文章。

但是使用过程中慢慢发现这种方式可能并不太合适，有些任务可能只希望在某个时间段内执行，只使用 timer 就显得不是那么灵活了，希望可以像 quartz 那样指定一个 cron 表达式来指定任务的执行时间。

cron 表达式介绍

cron 常见于Unix和类Unix的操作系统之中，用于设置周期性被执行的指令。该命令从标准输入设备读取指令，并将其存放于“crontab”文件中，以供之后读取和执行。该词来源于希腊语 chronos（χρόνος），原意是时间。

通常， crontab储存的指令被守护进程激活， crond 常常在后台运行，每一分钟检查是否有预定的作业需要执行。这类作业一般称为cron jobs。

cron 可以比较准确的描述周期性执行任务的执行时间，标准的 cron 表达式是五位：

304**? 五个位置上的值分别对应分钟/小时/日期/月份/周(day of week)

现在有一些扩展，有6位的，也有7位的，6位的表达式第一个对应的是秒，7个的第一个对应是秒，最后一个对应的是年份

0012**? 每天中午12点 01510?** 每天 10:15 01510**? 每天 10:15 301510**?* 每天 10:15:30 01510**?2005 2005年每天 10:15

详细信息可以参考：http://www.quartz-scheduler.org/documentation/quartz-2.3.0/tutorials/crontrigger.html

.NET Core CRON service

CRON 解析库使用的是 https://github.com/HangfireIO/Cronos，支持五位/六位，暂不支持年份的解析（7位）

基于 BackgroundService 的 CRON 定时服务，实现如下：

public abstract class CronScheduleServiceBase : BackgroundService
{   /// <summary> /// job cron trigger expression /// refer to: http://www.quartz-scheduler.org/documentation/quartz-2.3.0/tutorials/crontrigger.html /// </summary>    public abstract string CronExpression { get; }  protected abstract bool ConcurrentAllowed { get; }  protected readonly ILogger Logger;  private readonly string JobClientsCache = "JobClientsHash";  protected CronScheduleServiceBase(ILogger logger)   {   Logger = logger;   }   protected abstract Task ProcessAsync(CancellationToken cancellationToken);  protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken) {   {   var next = CronHelper.GetNextOccurrence(CronExpression);   while (!stoppingToken.IsCancellationRequested && next.HasValue) {   var now = DateTimeOffset.UtcNow;   if (now >= next)    {   if (ConcurrentAllowed)  {   _ = ProcessAsync(stoppingToken);   next = CronHelper.GetNextOccurrence(CronExpression);   if (next.HasValue)  {   Logger.LogInformation("Next at {next}", next);    }   }   else    {   var machineName = RedisManager.HashClient.GetOrSet(JobClientsCache, GetType().FullName, () => Environment.MachineName); // try get job master  if (machineName == Environment.MachineName) // IsMaster   {   using (var locker = RedisManager.GetRedLockClient($"{GetType().FullName}_cronService"))  {   // redis 互斥锁    if (await locker.TryLockAsync())    {   // 执行 job   await ProcessAsync(stoppingToken);  next = CronHelper.GetNextOccurrence(CronExpression);   if (next.HasValue)  {   Logger.LogInformation("Next at {next}", next);    await Task.Delay(next.Value - DateTimeOffset.UtcNow, stoppingToken);    }   }   else    {   Logger.LogInformation($"failed to acquire lock"); }   }   }   }   }   else    {   // needed for graceful shutdown for some reason.    // 1000ms so it doesn't affect calculating the next    // cron occurence (lowest possible: every second)   await Task.Delay(1000, stoppingToken);  }   }   }   }   public override Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken) {   RedisManager.HashClient.Remove(JobClientsCache, GetType().FullName); // unregister from jobClients  return base.StopAsync(cancellationToken);   }   }

因为网站部署在多台机器上，所以为了防止并发执行，使用 redis 做了一些事情，Job执行的时候尝试获取 redis 中 job 对应的 master 的 hostname，没有的话就设置为当前机器的 hostname，在 job 停止的时候也就是应用停止的时候，删除 redis 中当前 job 对应的 master，job执行的时候判断是否是 master 节点，是 master 才执行job，不是 master 则不执行。完整实现代码：https://github.com/WeihanLi/ActivityReservation/blob/dev/ActivityReservation.Helper/Services/CronScheduleServiceBase.cs#L11

定时 Job 示例:

public class RemoveOverdueReservationService : CronScheduleServiceBase
{   private readonly IServiceProvider _serviceProvider; private readonly IConfiguration _configuration; public RemoveOverdueReservationService(ILogger<RemoveOverdueReservationService> logger,   IServiceProvider serviceProvider, IConfiguration configuration) : base(logger)  {   _serviceProvider = serviceProvider;    _configuration = configuration;    }   public override string CronExpression => _configuration.GetAppSetting("RemoveOverdueReservationCron") ?? "0 0 18 * * ?";    protected override bool ConcurrentAllowed => false; protected override async Task ProcessAsync(CancellationToken cancellationToken) {   using (var scope = _serviceProvider.CreateScope()) {   var reservationRepo = scope.ServiceProvider.GetRequiredService<IEFRepository<ReservationDbContext, Reservation>>();    await reservationRepo.DeleteAsync(reservation => reservation.ReservationStatus == 0 && (reservation.ReservationForDate < DateTime.Today.AddDays(-3))); }   }
}

完整实现代码：https://github.com/WeihanLi/ActivityReservation/blob/dev/ActivityReservation.Helper/Services/RemoveOverdueReservationService.cs

Memo

使用 redis 这种方式来决定 master 并不是特别可靠，正常结束的没有什么问题，最好还是用比较成熟的服务注册发现框架比较好

Reference

http://crontab.org/
https://en.wikipedia.org/wiki/Cron
http://www.quartz-scheduler.org/documentation/quartz-2.3.0/tutorials/crontrigger.html
https://github.com/WeihanLi/ActivityReservation