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以下將分別從Quartz架構(gòu)簡(jiǎn)介、集群部署實(shí)踐、Quartz監(jiān)控、集群原理分析詳解Quartz任務(wù)調(diào)度框架。

Quartz簡(jiǎn)介

Quartz是Java領(lǐng)域最著名的開(kāi)源任務(wù)調(diào)度工具，是一個(gè)任務(wù)調(diào)度框架，通過(guò)觸發(fā)器設(shè)置作業(yè)的定時(shí)運(yùn)行規(guī)則，來(lái)執(zhí)行定時(shí)任務(wù)。其中quartz集群通過(guò)故障切換和負(fù)載平衡的功能，能給調(diào)度器帶來(lái)高可用性和伸縮性。

Quartz提供了極為廣泛的特性如持久化任務(wù)，集群和分布式任務(wù)等。

其特點(diǎn)如下：

• 完全由Java寫(xiě)成，方便集成(Spring)
• 伸縮性
• 負(fù)載均衡
• 高可用性

典型的使用場(chǎng)景，主要用來(lái)執(zhí)行定時(shí)任務(wù)，例如：

• 定時(shí)發(fā)送信息
• 定時(shí)生成報(bào)表
• 自動(dòng)更新靜態(tài)數(shù)據(jù)
• 自動(dòng)結(jié)賬等等

Quartz架構(gòu)簡(jiǎn)介

Quartz框架主要核心組件包括：

1.Scheduler任務(wù)調(diào)度

是最核心的概念，需要把JobDetail和Trigger注冊(cè)到scheduler中，才可以執(zhí)行。

工廠模式，組裝各個(gè)組件 sched.scheduleJob(job, trigger);

2.Job任務(wù)

其實(shí)Job是接口，其中只有一個(gè)execute方法,我們只需要 implements 此接口，重寫(xiě) execute(*) 方法。

3.Trigger觸發(fā)器

執(zhí)行任務(wù)的規(guī)則；比如每天，每小時(shí)等。

一般情況使用SimpleTrigger，和CronTrigger，這些觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)了Trigger接口?；蛘?ScheduleBuilder 子類 SimpleScheduleBuilder和CronScheduleBuilder。

對(duì)于簡(jiǎn)單的時(shí)間來(lái)說(shuō)，比如每天執(zhí)行幾次，使用SimpleTrigger。

對(duì)于復(fù)雜的時(shí)間表達(dá)式來(lái)說(shuō)，比如每個(gè)月15日上午幾點(diǎn)幾分，使用CronTrigger以及CromExpression 類。

4.JobDetail任務(wù)細(xì)節(jié)

任務(wù)細(xì)節(jié)，Quartz執(zhí)行Job時(shí)，需要新建個(gè)Job實(shí)例，但是不能直接操作Job類，所以通過(guò)JobDetail來(lái)獲取Job的名稱、描述信息。

調(diào)度器作為作業(yè)的總指揮，觸發(fā)器作為作業(yè)的操作者，作業(yè)為應(yīng)用的功能模塊。

Quartz集群部署實(shí)踐

Quartz與Spring結(jié)合使用，Spring通過(guò)提供org.springframework.scheduling.quartz下的封裝類對(duì)Quartz支持。

1.Quartz集群部署：

Quartz集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)獨(dú)立的Quartz應(yīng)用，它又管理著其他的節(jié)點(diǎn)。該集群需要分別對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別啟動(dòng)或停止，不像應(yīng)用服務(wù)器的集群，獨(dú)立的Quartz節(jié)點(diǎn)并不與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)或是管理節(jié)點(diǎn)通信。Quartz應(yīng)用是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)表來(lái)感知到另一應(yīng)用。只有使用持久的JobStore才能完成Quqrtz集群。

基于Spring的集群配置：

Quartz監(jiān)控

Quartz實(shí)例的監(jiān)控、操作以及動(dòng)態(tài)部署Trigger.

1.Triggers監(jiān)控：

2.JobDetails監(jiān)控：

Quartz集群原理分析

1. Quartz集群數(shù)據(jù)庫(kù)表

Quartz的集群部署方案在架構(gòu)上是分布式的，沒(méi)有負(fù)責(zé)集中管理的節(jié)點(diǎn)，而是利用數(shù)據(jù)庫(kù)鎖的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)集群環(huán)境下進(jìn)行并發(fā)控制。BTW，分布式部署時(shí)需要保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)時(shí)間一致。

Quartz數(shù)據(jù)庫(kù)核心表如下：

• Table NameDescriptionQRTZ_CALENDARS存儲(chǔ)Quartz的Calendar信息
• QRTZ_CRON_TRIGGERS存儲(chǔ)CronTrigger，包括Cron表達(dá)式和時(shí)區(qū)信息
• QRTZ_FIRED_TRIGGERS存儲(chǔ)與已觸發(fā)的Trigger相關(guān)的狀態(tài)信息，以及相聯(lián)Job的執(zhí)行信息
• QRTZ_PAUSED_TRIGGER_GRPS存儲(chǔ)已暫停的Trigger組的信息QRTZ_SCHEDULER_STATE

2. Quartz線程模型

在Quartz中有兩類線程:

• Scheduler調(diào)度線程
• 任務(wù)執(zhí)行線程

任務(wù)執(zhí)行線程：Quartz不會(huì)在主線程(QuartzSchedulerThread)中處理用戶的Job。

Quartz把線程管理的職責(zé)委托給ThreadPool，一般的設(shè)置使用SimpleThreadPool。SimpleThreadPool創(chuàng)建了一定數(shù)量的WorkerThread實(shí)例來(lái)使得Job能夠在線程中進(jìn)行處理。WorkerThread是定義在SimpleThreadPool類中的內(nèi)部類，它實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)線程。例如，CRM中配置如下：

QuartzSchedulerThread調(diào)度主線程：QuartzScheduler被創(chuàng)建時(shí)創(chuàng)建一個(gè)QuartzSchedulerThread實(shí)例。

3.Quartz集群基于數(shù)據(jù)庫(kù)鎖的同步操作流程如下圖所示：

一個(gè)調(diào)度器實(shí)例在執(zhí)行涉及到分布式問(wèn)題的數(shù)據(jù)庫(kù)操作前，首先要獲取QUARTZ_LOCKS表中對(duì)應(yīng)的行級(jí)鎖，獲取鎖后即可執(zhí)行其他表中的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，隨著操作事務(wù)的提交，行級(jí)鎖被釋放，供其他調(diào)度實(shí)例獲取。集群中的每一個(gè)調(diào)度器實(shí)例都遵循這樣一種嚴(yán)格的操作規(guī)程。

總結(jié)一下Quartz集群同步機(jī)制：每當(dāng)要進(jìn)行與某種業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作時(shí)，先去QRTZ_LOCKS表中查詢操作相關(guān)的業(yè)務(wù)對(duì)象所需要的鎖，在select語(yǔ)句之后加for update來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，TRIGGER_ACCESS表示對(duì)任務(wù)觸發(fā)器相關(guān)的信息進(jìn)行修改、刪除操作時(shí)所需要獲得的鎖。這時(shí)，執(zhí)行查詢這個(gè)表數(shù)據(jù)的SQL形如：

當(dāng)一個(gè)線程使用上述的SQL對(duì)表中的數(shù)據(jù)執(zhí)行查詢操作時(shí)，若查詢結(jié)果中包含相關(guān)的行，數(shù)據(jù)庫(kù)就對(duì)該行進(jìn)行ROW LOCK；若此時(shí)，另外一個(gè)線程使用相同的SQL對(duì)表的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，由于查詢出的數(shù)據(jù)行已經(jīng)被數(shù)據(jù)庫(kù)鎖住了，此時(shí)這個(gè)線程就只能等待，直到擁有該行鎖的線程完成了相關(guān)的業(yè)務(wù)操作，執(zhí)行了commit動(dòng)作后，數(shù)據(jù)庫(kù)才會(huì)釋放了相關(guān)行的鎖，這個(gè)線程才能繼續(xù)執(zhí)行。

通過(guò)這樣的機(jī)制，在集群環(huán)境下，結(jié)合悲觀鎖的機(jī)制就可以防止一個(gè)線程對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的操作的結(jié)果被另外一個(gè)線程所覆蓋，從而可以避免一些難以覺(jué)察的錯(cuò)誤發(fā)生。當(dāng)然，達(dá)到這種效果的前提是需要把Connection設(shè)置為手動(dòng)提交，即autoCommit為false。