1、任务调度背景

在业务系统中有很多这样的场景：
1、账单日或者还款日上午 10 点，给每个信用卡客户发送账单通知，还款通知。如何判断客户的账单日、还款日，完成通知的发送？
2、银行业务系统，夜间要完成跑批的一系列流程，清理数据，下载文件，解析文件，对账清算、切换结算日期等等，如何触发一系列流程的执行？
3、金融机构跟人民银行二代支付系统对接，人民银行要求低于 5W的金额（小额支付）半个小时打一次包发送，以缓解并发压力。所以，银行的跨行转账分成了多个流程：录入、复核、发送。如何把半个小时以内的所有数据一次性发送？

类似于这种基于准确的时刻或者固定的时间间隔触发的任务，或者有批量数据需要处理，再或者要实现两个动作解耦的场景，都可以用任务调度来实现。

任务调度的实现方式有很多，如果要实现调度需求，那么工具应该要有什么样的基本要求呢？
1）可以定义触发的规则。比如基于时刻、时间间隔、表达式；
2）可以定义需要执行的任务。比如执行一个脚本或者一段代码，任务和规则是分开的；
3）集中管理配置，持久配置。不用把规则写在代码里面，可以看到所有的任务配置，方便维护，重启之后任务可以再次调度——配置文件或者配置中心；
4）支持任务的串行执行。例如执行 A 任务后再执行 B 任务再执行 C 任务；
5）支持多个任务并发执行，互不干扰（例如 ScheduledThreadPoolExecutor）；
6）有自己的调度器，可以启动、中断、停止任务；
7）容易集成到 Spring；

任务调度工具对比：

层次	举例	特点
操作系统	Linux crontab、Windows 计划任务	只能执行简单脚本或者命令
数据库	MySQL、Oracle	可以操作数据，但不能执行 Java 代码
工具	Kettle	可以操作数据，执行脚本，但没有集中配置
开发语言	JDK Timer、ScheduledThreadPool	Timer：单线程，JDK1.5 之后：ScheduledThreadPool（Cache、Fiexed、Single）：没有集中配置，日程管理不够灵活
容器	Spring Task、@Scheduled	不支持集群
分布式框架	XXL-JOB，Elastic-Job

@Scheduled 也是用 JUC 的 ScheduledExecutorService 实现的
Scheduled(cron = “0 15 10 15 * ?”)**
1、 ScheduledAnnotationBeanPostProcessor 的 postProcessAfterInitialization 方法将@Scheduled 的方法包装为指定的 task添加到 ScheduledTaskRegistrar 中；
2、 ScheduledAnnotationBeanPostProcessor 会监听 Spring 的容器初始化事件，在 Spring 容器初始化完成后进行TaskScheduler 实现类实例的查找，若发现有 SchedulingConfigurer 的实现类实例，则跳过 3；
3、查找 TaskScheduler 的实现类实例默认是通过类型查找，若有多个实现则会查找名字为"taskScheduler"的实现 Bean，若没有找到则在 ScheduledTaskRegistrar 调度任务的时候会创建一个 newSingleThreadScheduledExecutor，将TaskScheduler 的实现类实例设置到 ScheduledTaskRegistrar 属性中；
4、 ScheduledTaskRegistrar 的 scheduleTasks 方法触发任务调度；
5、真正调度任务的类是 TaskScheduler 实现类中的 ScheduledExecutorService，由JUC提供；

2、Quartz是什么

老规矩，没有什么比官网更适合去学习一门新的知识：http://www.quartz-scheduler.org/

Quartz 的意思是石英，像石英表一样精确。 Quartz 的目的就是让任务调度更加简单，开发人员只需要关注业务即可。他是用 Java 语言编写的（也有.NET 的版本）。Java 代码能做的任何事情，Quartz 都可以调度。

而官网吹起来也是毫不吝啬：Quartz是一个功能丰富的开源作业调度库，可以集成到几乎所有的Java应用中--从最小的独立应用到最大的电子商务系统。Quartz可用于创建简单或复杂的时间表，以执行几十、几百、甚至几万个作业；这些作业的任务被定义为标准的Java组件，几乎可以执行任何你可以编程让它们做的事情。Quartz Scheduler包括许多企业级功能，如支持JTA事务和集群。

不过说句实在话，Quartz是一个非常老牌的任务调度系统，从1998 年构思，于 2001 年发布到 sourceforge，到现在也风风雨雨熬了20来年，目前整体更新比较慢，因为已经非常成熟了：

1、精确到毫秒级别的调度；

2、可以独立运行，也可以集成到容器中；

3、支持事务（JobStoreCMT ）；

4、支持集群；

5、支持持久化；

目前GitHub上最新版还是三年前的版本

3、Quartz初尝

引入maven依赖

<dependency>
<groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
<artifactId>quartz</artifactId>
<version>2.3.2</version>
</dependency>

默认配置文件

在org.quartz.core 包下，有一个默认的配置文件：quartz.properties。如果没有定义一个同名的配置文件的时候，就会使用默认配置文件里面的配置。

创建任务Job

实现Quartz提供的Job接口，实现接口中的execute方法，也就是任务执行的内容：

执行任务

可以看到，任务每2s执行一次，封装在JobDetail中的信息也可以取出

所以，使用Quartz就是这么简单，拢共就4步，依赖、任务、触发器、调度器，完事儿。值得注意的是，调度器一定是单例的，在构建的时候，Quartz也做了一个单例的判断和保证。

4、Quartz基本架构

Trigger的四大类型

而刚刚上面Demo中使用的Trigger是SimpleTrigger，听名字就知道肯定干不了多复杂的事儿，它是基于某种固定时刻进行任务触发。而在Quartz中一共提供了4中不同类型的Trigger：

1、SimpleTrigger：简单触发器。固定时刻或时间间隔，精度可以做到毫秒级。例如：每天 9 点钟运行；每隔 30 分钟运行一次。

2、CalendarIntervalTrigger：基于日历的触发器。比简单触发器更多时间单位，支持非固定时间的触发，例如一年可能 365/366，一个月可能 28/29/30/31。例如：每年、每个月、每周、每天、每小时、每分钟、每秒。即使每年的月数和每个月的天数不是固定的也适用；

3、DailyTimeIntervalTrigger：基于日期的触发器。每天的某个时间段。例如：每天早上 9 点到晚上 9 点，每隔半个小时执行一次，并且只在周一到周六执行。

4、CronTrigger：基于 Cron 表达式的触发器，是最常用的触发器类型；Cron表达式是基于Linux的crontab基础上移植出的表达式，用来定义时间维度的调度规则。虽然是移植出来的，但是一点优化都舍不得做，可读性还么那么差。

Cron表达式

位置	时间域		特殊值
1	秒	0-59	, - * /
2	分钟	0-59	, - * /
3	小时	0-23	, - * /
4	日期	1-31	, - * ? / L W C
5	月份	1-12	, - * /
6	星期	1-7	, - * ? / L W C
7	年份（可选）	1-31	, - * /

Cron 表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。好了，下面对于Cron表达式的介绍感兴趣的就看一眼，不感兴趣的直接跳过既可。反正在真正开发的时候，会写的顺手就写了，不会写的度娘查一下也顺手就复制了，没人真的会去自己研究规则。

星号（*）：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如，在分钟字段时，表示“每分钟”；

问号（?）：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于点位符；

减号（-）：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从 10 到 12 点，即 10,11,12；

逗号（，）：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；

斜杠（/）：x/y 表达一个等步长序列，x 为起始值，y 为增量步长值。如在分钟字段中使用 0/15，则表示为 0,15,30 和 45 秒，而 5/15 在分钟字段中表示 5,20,35,50，你也可以使用*/y，它等同于 0/y；

L：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L 在日期字段中，表示这个月份的最后一天，如一月的 31 号，非闰年二月的 28 号；如果 L 用在星期中，则表示星期六，等同于 7。但是，如果 L 出现在星期字段里，而且在前面有一个数值 X，则表示“这个月的最后 X 天”，例如，6L 表示该月的最后星期五；

W：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如 15W 表示离该月 15号最近的工作日，如果该月 15 号是星期六，则匹配 14 号星期五；如果 15 日是星期日，则匹配 16 号星期一；如果 15号是星期二，那结果就是 15 号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨月，如你指定 1W，如果 1 号是星期六，结果匹配的是 3 号星期一，而非上个月最后的那天。W 字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；

LW 组合：在日期字段可以组合使用 LW，它的意思是当月的最后一个工作日；

井号（#）：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如 6#3 表示当月的第三个星期五(6 表示星期五，\#3 表示当前的第三个)，而 4#5 表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；

C：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如 5C 在日期字段中就相当于日历 5 日以后的第一天。1C 在星期字段中相当于星期日后的第一天。

基于Calendar的排除规则

上面定义的都是在什么时间执行，但是有一些在什么时间不执行的需求。比如：理财周末和法定假日购买不计息；证券公司周末和法定假日休市。是不是要把日期写在数据库中，然后读取基于当前时间判断呢？

如果要在触发器的基础上，排除一些时间区间不执行任务，就要用到Quartz的Calendar类（注意不是JDK的Calendar）。可以按年、月、周、日、特定日期、Cron表达式排除。

Calendar名称	用法
BaseCalendar	为高级的 Calendar 实现了基本的功能，实现了 org.quartz.Calendar 接口
AnnualCalendar	排除年中一天或多天
CronCalendar	日历的这种实现排除了由给定的CronExpression表达的时间集合。例如：可以使用此日历使用表达式“* * 0-7,18-23？* *”每天排除所有营业时间（上午8点至下午5点）。如果CronTrigger具有给定的cron表达式并且与具有相同表达式的CronCalendar相关联，则日历将排除触发器包含的所有时间，并且它们将彼此抵消。
DailyCalendar	可以使用此日历来排除营业时间（上午8点 - 5点）每天。每个DailyCalendar仅允许指定单个时间范围，并且该时间范围可能不会跨越每日边界（即，您不能指定从上午8点至凌晨5点的时间范围）。如果属性invertTimeRange为false（默认），则时间范围定义触发器不允许触发的时间范围。如果invertTimeRange为true，则时间范围被反转 - 也就是排除在定义的时间范围之外的所有时间。
HolidayCalendar	特别的用于从 Trigger 中排除节假日
MonthlyCalendar	排除月份中的指定数天，例如，可用于排除每月的最后一天
WeeklyCalendar	排除星期中的任意周几，例如，可用于排除周末，默认周六和周日

以AnnualCalendar为例，其实使用非常简单，只要指定好想要排除的日期，然后设置进去调度器中即可，调度器在执行的时候自然会将指定的日期排除掉：

Scheduler，中文翻译叫调度器，是Quartz的指挥官，由SchedulerFactory产生，它是单例的。而在Scheduler几种实现里面，最值得说一说的就是StdScheduler，里面有一个 QuartzScheduler，在QuartzScheduler里面又包含了一个QuartzSchedulerThread。

Scheduler中的方法主要分为三大类：
1、操作调度器本身，例如调度器的启动start()、调度器的关闭shutdown()；
2、操作Trigger，例如pauseTriggers()、resumeTrigger()；
3、操作Job，例如scheduleJob()、unscheduleJob()、rescheduleJob()；
这些方法非常重要，可以实现任务的动态调度。

Listener

有这么一种需求，在每个任务运行结束之后发送通知给运维管理员。那是不是要在每个任务的最后添加一行代码呢？这种方式对原来的代码造成了入侵，不利于维护。如果代码不是写在任务代码的最后一行，怎么知道任务执行完了呢？或者说，怎么监测到任务的生命周期呢？Quartz中提供了三种Listener，监听Scheduler的，监听Trigger的，监听Job的。只需要创建类实现相应的接口，并在Scheduler上注册Listener，便可实现对核心对象的监听。

JobListener中的四个方法：
1、getName()：返回JobListener 的名称；
2、jobToBeExecuted()：Scheduler在JobDetail将要被执行时调用这个方法；
3、jobExecutionVetoed()：Scheduler在JobDetail即将被执行，但又被TriggerListener否决了时调用这个方法；
4、jobWasExecuted()：Scheduler在JobDetail执行之后调用这个方法；

TriggerListener中的五个方法：
1、getName()：返回监听器的名称；
2、triggerFired()：Trigger被触发，Job上的execute()方法将要被执行时，Scheduler调用此方法；
3、vetoJobExecution()：在Trigger触发后，Job将要被执行时由Scheduler调用这个方法。TriggerListener给了一个选择去否决Job的执行。假如这个方法返回true，这个Job将不会为此次Trigger触发而得到执行；
4、triggerMisfired()：Trigger错过触发时调用；
5、triggerComplete()：Trigger被触发并且完成了Job的执行时，Scheduler调用这个方法；