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1. Quartz 体系结构

Quartz 设计有三个核心类，分别是 Scheduler（调度器）Job（任务）和 Trigger （触发器），它们是我们使用 Quartz 的关键。

1）Job：定义需要执行的任务。该类是一个接口，只定义一个方法 execute(JobExecutionContext context)，在实现类的 execute 方法中编写所需要定时执行的 Job（任务）， JobExecutionContext 类提供了调度应用的一些信息。Job 运行时的信息保存在 JobDataMap 实例中。

2）Trigger：负责设置调度策略。该类是一个接口，描述触发 job 执行的时间触发规则。主要有 SimpleTrigger 和 CronTrigger 这两个子类。当且仅当需调度一次或者以固定时间间隔周期执行调度，SimpleTrigger 是最适合的选择；而 CronTrigger 则可以通过 Cron 表达式定义出各种复杂时间规则的调度方案：如工作日周一到周五的 15：00~16：00 执行调度等。

3）Scheduler：调度器就相当于一个容器，装载着任务和触发器。该类是一个接口，代表一个 Quartz 的独立运行容器， Trigger 和 JobDetail 可以注册到 Scheduler 中， 两者在 Scheduler 中拥有各自的组及名称， 组及名称是 Scheduler 查找定位容器中某一对象的依据， Trigger 的组及名称必须唯一， JobDetail 的组和名称也必须唯一（但可以和 Trigger 的组和名称相同，因为它们是不同类型的）。Scheduler 定义了多个接口方法， 允许外部通过组及名称访问和控制容器中 Trigger 和 JobDetail。

Scheduler 可以将 Trigger 绑定到某一 JobDetail 中， 这样当 Trigger 触发时， 对应的 Job 就被执行。一个 Job 可以对应多个 Trigger， 但一个 Trigger 只能对应一个 Job。可以通过 SchedulerFactory 创建一个 SchedulerFactory 实例。Scheduler 拥有一个 SchedulerContext，它类似于 SchedulerContext，保存着 Scheduler 上下文信息，Job 和 Trigger 都可以访问 SchedulerContext 内的信息。SchedulerContext 内部通过一个 Map，以键值对的方式维护这些上下文数据，SchedulerContext 为保存和获取数据提供了多个 put() 和 getXxx() 的方法。可以通过 Scheduler#getContext() 获取对应的 SchedulerContext 实例。

4）JobDetail：描述 Job 的实现类及其它相关的静态信息，如：Job 名字、描述、关联监听器等信息。Quartz 每次调度 Job 时， 都重新创建一个 Job 实例， 所以它不直接接受一个 Job 的实例，相反它接收一个 Job 实现类，以便运行时通过 newInstance() 的反射机制实例化 Job。

5）ThreadPool：Scheduler 使用一个线程池作为任务运行的基础设施，任务通过共享线程池中的线程提高运行效率。

Job 有一个 StatefulJob 子接口（Quartz 2 后用 @PersistJobDataAfterExecution 注解代替），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。

• 有状态任务共享同一个 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 能并发执行，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。

6）Listener：Quartz 拥有完善的事件和监听体系，大部分组件都拥有事件，如：JobListener 监听任务执行前事件、任务执行后事件；TriggerListener 监听触发器触发前事件、触发后事件；TriggerListener 监听调度器开始事件、关闭事件等等，可以注册相应的监听器处理感兴趣的事件。

2. 调度示例

使用 Quartz 进行任务调度：

package org.quartz.examples;import org.quartz.*;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;public class QuartzTest implements Job {/*** Quartz requires a public empty constructor so that the* scheduler can instantiate the class whenever it needs.*/public QuartzTest() {}/*** 该方法实现需要执行的任务*/@SuppressWarnings("unchecked")@Overridepublic void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {// 从 context 中获取 instName, groupName 以及 dataMapString instName = context.getJobDetail().getKey().getName();String groupName = context.getJobDetail().getKey().getGroup();JobDataMap dataMap = context.getJobDetail().getJobDataMap();// 从 dataMap 中获取 myDescription, myValue 以及 myArrayString myDescription = dataMap.getString("myDescription");int myValue = dataMap.getInt("myValue");List<String> myArray = (List<String>) dataMap.get("myArray");System.out.println("---> Instance = " + instName + ", group = " + groupName+ ", description = " + myDescription + ", value =" + myValue+ ", array item[0] = " + myArray.get(0));System.out.println("Runtime: " + new Date().toString() + " <---");}public static void main(String[] args) throws SchedulerException, InterruptedException {// 通过 schedulerFactory 获取一个调度器SchedulerFactory sf = new StdSchedulerFactory();Scheduler sched = sf.getScheduler();// 创建 jobDetail 实例，绑定 Job 实现类// 指明 job 的名称，所在组的名称，以及绑定 job 类JobDetail job = JobBuilder.newJob(QuartzTest.class).withIdentity("job1", "group1").build();// 定义调度触发规则// SimpleTrigger，从当前时间的下 1 秒开始，每隔 1 秒执行 1 次，重复执行 2 次/*Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()// 指明 trigger 的 name 和 group.withIdentity("trigger1", "group1")// 从当前时间的下 1 秒开始执行，默认为立即开始执行（.startNow()）.startAt(DateBuilder.evenSecondDate(new Date())).withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(1) // 每隔 1 秒执行 1 次.withRepeatCount(2)) // 重复执行 2 次，一共执行 3 次.build();*/// corn 表达式，先立即执行一次，然后每隔 5 秒执行 1 次Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1").withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("*/5 * * * * ?")).build();// 初始化参数传递到 jobjob.getJobDataMap().put("myDescription", "Hello Quartz");job.getJobDataMap().put("myValue", 1990);List<String> list = new ArrayList<>();list.add("firstItem");job.getJobDataMap().put("myArray", list);// 把作业和触发器注册到任务调度中sched.scheduleJob(job, trigger);// 启动计划程序（实际上直到调度器已经启动才会开始运行）sched.start();// 等待 10 秒，使我们的 job 有机会执行Thread.sleep(10000);// 等待作业执行完成时才关闭调度器sched.shutdown(true);}
}

运行结果（设置了 sleep 10 秒，故在 0 秒调度一次，5 秒调度一次， 10 秒调度最后一次）：

---> Instance = job1, group = group1, description = Hello Quartz, value =1990, array item[0] = firstItem
Runtime: Wed Apr 19 11:24:15 CST 2017 <---
---> Instance = job1, group = group1, description = Hello Quartz, value =1990, array item[0] = firstItem
Runtime: Wed Apr 19 11:24:20 CST 2017 <---
---> Instance = job1, group = group1, description = Hello Quartz, value =1990, array item[0] = firstItem
Runtime: Wed Apr 19 11:24:25 CST 2017 <---

3. cronExpression 表达式

格式：[秒] [分] [时] [每月的第几日] [月] [每周的第几日] [年]

特殊字符说明：

注意：字符不区分大小写，MON 和 mon 相同。

3.1 cronExpression 示例

4. Listener 示例

监听器在运行时将其注册到调度程序中，并且必须给出一个名称（或者，他们必须通过他们的 getName() 来宣传自己的名称）。

4.1 TriggerListener 和 JobListener 示例

侦听器与调度程序的 ListenerManager 一起注册，并且描述了监听器想要接收事件的作业/触发器的 Matcher。

1）注册对特定作业的 JobListener：

sched.getListenerManager().addJobListener(new MyJobListener(), KeyMatcher.keyEquals(new JobKey("job1", "group1")));

2）注册对特定组的所有作业的 JobListener：

sched.getListenerManager().addJobListener(new MyJobListener(), GroupMatcher.jobGroupEquals("group1"));

3）注册对两个特定组的所有作业的 JobListener：

sched.getListenerManager().addJobListener(new MyJobListener(), OrMatcher.or(GroupMatcher.jobGroupEquals("group1"), GroupMatcher.jobGroupEquals("group2")));

4）注册一个对所有作业的 JobListener：

sched.getListenerManager().addJobListener(new MyJobListener(), EverythingMatcher.allJobs());

JobListener 实现类：

package org.quartz.examples;import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;
import org.quartz.JobListener;
import org.quartz.SchedulerException;public class MyJobListener implements JobListener {@Overridepublic String getName() {return "MyJobListener"; // 一定要设置名称}@Overridepublic void jobToBeExecuted(JobExecutionContext jobExecutionContext) {}@Overridepublic void jobExecutionVetoed(JobExecutionContext jobExecutionContext) {}@Overridepublic void jobWasExecuted(JobExecutionContext context, JobExecutionException jobException) {if (jobException != null) {try {// 立即关闭调度器context.getScheduler().shutdown();System.out.println("Error occurs when executing jobs, shut down the scheduler.");// 给管理员发送邮件...} catch (SchedulerException e) {e.printStackTrace();}}}
}

Job 实现类：

package org.quartz.examples;import org.quartz.*;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
import org.quartz.impl.matchers.KeyMatcher;import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;public class QuartzTest implements Job {/*** Quartz requires a public empty constructor so that the* scheduler can instantiate the class whenever it needs.*/public QuartzTest() {}/*** 该方法实现需要执行的任务*/@SuppressWarnings("unchecked")@Overridepublic void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {// 故意运行异常，观察监听器是否正常工作int i = 1/0;// 从 context 中获取 instName, groupName 以及 dataMapString instName = context.getJobDetail().getKey().getName();String groupName = context.getJobDetail().getKey().getGroup();JobDataMap dataMap = context.getJobDetail().getJobDataMap();// 从 dataMap 中获取 myDescription, myValue 以及 myArrayString myDescription = dataMap.getString("myDescription");int myValue = dataMap.getInt("myValue");List<String> myArray = (List<String>) dataMap.get("myArray");System.out.println("---> Instance = " + instName + ", group = " + groupName+ ", description = " + myDescription + ", value =" + myValue+ ", array item[0] = " + myArray.get(0));System.out.println("Runtime: " + new Date().toString() + " <---");}public static void main(String[] args) throws SchedulerException, InterruptedException {// 通过 schedulerFactory 获取一个调度器SchedulerFactory sf = new StdSchedulerFactory();Scheduler sched = sf.getScheduler();// 创建 jobDetail 实例，绑定 Job 实现类// 指明 job 的名称，所在组的名称，以及绑定 job 类JobDetail job = JobBuilder.newJob(QuartzTest.class).withIdentity("job1", "group1").build();// 定义调度触发规则// SimpleTrigger，从当前时间的下 1 秒开始，每隔 1 秒执行 1 次，重复执行 2 次/*Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()// 指明 trigger 的 name 和 group.withIdentity("trigger1", "group1")// 从当前时间的下 1 秒开始执行，默认为立即开始执行（.startNow()）.startAt(DateBuilder.evenSecondDate(new Date())).withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(1) // 每隔 1 秒执行 1 次.withRepeatCount(2)) // 重复执行 2 次，一共执行 3 次.build();*/// corn 表达式，先立即执行 1 次，然后每隔 5 秒执行 1 次Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1").withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("*/5 * * * * ?")).build();// 初始化参数传递到 jobjob.getJobDataMap().put("myDescription", "Hello Quartz");job.getJobDataMap().put("myValue", 1990);List<String> list = new ArrayList<>();list.add("firstItem");job.getJobDataMap().put("myArray", list);// 注册对特定作业的监听器sched.getListenerManager().addJobListener(new MyJobListener(), KeyMatcher.keyEquals(new JobKey("job1", "group1")));// 把作业和触发器注册到任务调度中sched.scheduleJob(job, trigger);// 启动计划程序（实际上直到调度器已经启动才会开始运行）sched.start();// 等待 10 秒，使我们的 job 有机会执行Thread.sleep(10000);// 等待作业执行完成时才关闭调度器sched.shutdown(true);}
}

运行结果：

[ERROR] 19 四月 11:54:35.361 上午 DefaultQuartzScheduler_Worker-1 [org.quartz.core.JobRunShell]
Job group1.job1 threw an unhandled Exception: java.lang.ArithmeticException: / by zeroat org.quartz.examples.QuartzTest.execute(QuartzTest.java:27)at org.quartz.core.JobRunShell.run(JobRunShell.java:202)at org.quartz.simpl.SimpleThreadPool$WorkerThread.run(SimpleThreadPool.java:573)
[ERROR] 19 四月 11:54:35.361 上午 DefaultQuartzScheduler_Worker-1 [org.quartz.core.ErrorLogger]
Job (group1.job1 threw an exception.org.quartz.SchedulerException: Job threw an unhandled exception. [See nested exception: java.lang.ArithmeticException: / by zero]at org.quartz.core.JobRunShell.run(JobRunShell.java:213)at org.quartz.simpl.SimpleThreadPool$WorkerThread.run(SimpleThreadPool.java:573)
Caused by: java.lang.ArithmeticException: / by zeroat org.quartz.examples.QuartzTest.execute(QuartzTest.java:27)at org.quartz.core.JobRunShell.run(JobRunShell.java:202)... 1 moreError occurs when executing jobs, shut down the scheduler.

...注册 TriggerListener 的工作原理相同。

4.2 SchedulerListener 示例

SchedulerListener 在调度程序的 SchedulerListener 中注册。SchedulerListener 几乎可以实现任何实现 org.quartz.SchedulerListener 接口的对象。

注册对添加调度器时的 SchedulerListener：

scheduler.getListenerManager().addSchedulerListener(mySchedListener);

注册对删除调度器时的 SchedulerListener：

scheduler.getListenerManager().removeSchedulerListener(mySchedListener);

5. 参考

• Quartz Quick Start Guide

• Quartz 入门详解

• 几种任务调度的 Java 实现方法与比较

PS：本文针对的 Quartz 版本为 Quartz 2.2.3。官方下载地址：Quartz 2.2.3 .tar.gz