基于quartz的企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

胡茂集

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

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

1 前言

隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨以及商業(yè)應(yīng)用地飛速發(fā)展，利用java API實現(xiàn)的傳統(tǒng)離散的任務(wù)調(diào)度應(yīng)用已無法滿足企業(yè)在動態(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（Enterprise task scheduling platform，以下稱ETSP）正是在這樣的背景下提出，該平臺充分利用quartz開源框架功能強大，應(yīng)用靈活，易于集成的特點，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)需要定制個性化任務(wù)調(diào)度，有效監(jiān)管任務(wù)調(diào)度運行，降低出錯概率，提高運行效率，減輕企業(yè)IT人員的開發(fā)與維護工作。

2 Quartz任務(wù)調(diào)度的基本實現(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來達到目的，這類任務(wù)調(diào)度使配置和代碼分散在多處，難以維護和監(jiān)控，執(zhí)行過程沒有保證，缺失錯誤恢復(fù)，在一些步驟復(fù)雜、分散，任務(wù)量大的情況下，很難進行擴展。這些局限恰恰是Quartz的優(yōu)勢。

Quartz完全基于Java實現(xiàn)。它有強大的調(diào)度功能，支持豐富多樣的調(diào)度方法，并具有以下特點：具有強大容錯及負載均衡能力，能被集成到任何獨立的應(yīng)用中，可在servlet容器或應(yīng)用服務(wù)器中實例化，甚至成為獨立程序為集群；程序員可通過RMI運用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，即按照什么時間或周期去執(zhí)行任務(wù)。一個job可被多個trigger關(guān)聯(lián)，但是一個trigger只能關(guān)聯(lián)一個job。Scheduler定義了很多接口和方法，它表示一個Quartz獨立的運行容器，Trigger和JobDetail可以在Scheduler中被注冊，并許可外程序部通過組及名稱訪問、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)度平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 平臺功能設(shè)計

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、任務(wù)調(diào)度、工作管理、運行規(guī)則管理等，用戶使用企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺管控所有需要調(diào)度的任務(wù)，結(jié)合上文提到的scheduler與job的關(guān)聯(lián)來理清任務(wù)與工作之間的關(guān)系，其中，一個任務(wù)包含N個工作，需要通過系統(tǒng)界面將N個工作進行工作編排，每個任務(wù)都基于一條運行規(guī)則按照工作編排的順序執(zhí)行。所以，要新建一個調(diào)度任務(wù)，必須經(jīng)過以下步驟：

首先，在運行規(guī)則管理模塊編排運行規(guī)則。經(jīng)過規(guī)則測試成功之后再生成一條新的運行規(guī)則，如用戶確定運行規(guī)則為“每1個月的第10個工作日，在0時0分0秒執(zhí)行”，則規(guī)則編排器自動生成Quartz cron表達式“0 0 0 10W 1/1 ？”。用戶可以選擇該運行規(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)行的各項工作。每項工作生成一條新的工作項。這些工作項可以是企業(yè)其他系統(tǒng)提供的接口，也可以是一些用于數(shù)據(jù)處理的存儲過程或者是用于數(shù)據(jù)加工的ETL（Extract-Transform-Load）工具提供的工作流。新建工作項時，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，比如所有涉及存儲過程的工作項歸為一類、系統(tǒng)接口歸為一類，或者涉及數(shù)據(jù)庫處理的歸為一類、程序執(zhí)行歸為另一類等。

最后，利用已新建的運行規(guī)則及所需工作項，可以選擇N個工作項來編排一個調(diào)度任務(wù)，并設(shè)置該任務(wù)的出錯處理、節(jié)假日處理等事項。

3.2 平臺實現(xiàn)

對于一些復(fù)雜的企業(yè)級任務(wù)調(diào)度應(yīng)用來說，建議在程序的開發(fā)階段將整個Quartz的源代碼復(fù)制至開發(fā)環(huán)境中。一方面可以通過修改或擴展Quartz一部分類來實現(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，通過閱讀源碼，我們可以迅速了解Quartz的實現(xiàn)原理，更加熟悉接下來的開發(fā)過程。下面我們通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)關(guān)系與整合Quartz的方法來概述平臺的實現(xiàn)邏輯。

Quartz依賴于一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDMS）來持久化存儲。本平臺使用JDBC來持久化Scheduler狀態(tài)到數(shù)據(jù)庫中。為了實現(xiàn)任務(wù)調(diào)度管控功能，在本平臺中，首先引入Quartz數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)建立數(shù)據(jù)庫。

在Quartz中，任務(wù)本身實際的運行時間和耗費在每個監(jiān)聽器上的時間都會直接記入到任務(wù)的執(zhí)行時間上，使用大量的監(jiān)聽器，如JobListeners、SchedulerListeners或TriggerListeners會影響Quartz執(zhí)行效率。再者，Quartz在與數(shù)據(jù)庫交互方面本身實際上只做很少的處理，差不多所有的時間都花費在數(shù)據(jù)庫上，因為基于JDBC的JobStore的速度很大程度上取決于對數(shù)據(jù)庫連接的速度。所以，在本平臺實施過程中，為提高平臺性能，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，我們需要在項目中整合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)度平臺項目中，并建立了任務(wù)調(diào)度數(shù)據(jù)庫。接下來，我們需要利用Quartz框架的重要組件來實現(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，其中有很多個基礎(chǔ)實例可供開發(fā)者參照。

4 結(jié)語

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、自動化中獲益也越大。通過本文對Quartz特性、企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺設(shè)計與實現(xiàn)的闡述，我們可以看出，更高的資源使用效率、伸縮性，更少的出錯幾率使得利用Quartz來實現(xiàn)企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺是不二選擇。

參考文獻

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（作者單位：同濟大學(xué)軟件學(xué)院）