Java 几种调度任务的Timer、ScheduledExecutor、 开源工具包 Quartz、开源工具包 JCronTab

关于Java中的调度问题，是比较常见的问题，一直没有系统的梳理，现在梳理一下

注意：Quartz的例子 需要在特定的版本上执行，不同的版本使用方法不同，但是总的来说方法大同小异。本例子的版本是1.8

Timer

相信大家都已经非常熟悉 java.util.Timer 了，它是最简单的一种实现任务调度的方法，下面给出一个具体的例子：

清单 1. 使用 Timer 进行任务调度

package com.ibm.scheduler;
 import java.util.Timer;
 import java.util.TimerTask;
 public class TimerTest extends TimerTask {
 private String jobName = "";
 public TimerTest(String jobName) {
 super();
 this.jobName = jobName;
 } 

 @Override
 public void run() {
 System.out.println("execute " + jobName);
 } 

 public static void main(String[] args) {
 Timer timer = new Timer();
 long delay1 = 1 * 1000;
 long period1 = 1000;
 // 从现在开始 1 秒钟之后，每隔 1 秒钟执行一次 job1
 timer.schedule(new TimerTest("job1"), delay1, period1);
 long delay2 = 2 * 1000;
 long period2 = 2000;
 // 从现在开始 2 秒钟之后，每隔 2 秒钟执行一次 job2
 timer.schedule(new TimerTest("job2"), delay2, period2);
 }
 } 

结果为：

Output:
 execute job1
 execute job1
 execute job2
 execute job1
 execute job1
 execute job2

使用 Timer 实现任务调度的核心类是 Timer 和 TimerTask。其中 Timer 负责设定 TimerTask 的起始与间隔执行时间。使用者只需要创建一个 TimerTask 的继承类，实现自己的 run 方法，然后将其丢给 Timer 去执行即可。

Timer 的设计核心是一个 TaskList 和一个 TaskThread。Timer 将接收到的任务丢到自己的 TaskList 中，TaskList 按照 Task 的最初执行时间进行排序。TimerThread 在创建 Timer 时会启动成为一个守护线程。这个线程会轮询所有任务，找到一个最近要执行的任务，然后休眠，当到达最近要执行任务的开始时间点，TimerThread 被唤醒并执行该任务。之后 TimerThread 更新最近一个要执行的任务，继续休眠。

Timer 的优点在于简单易用，但由于所有任务都是由同一个线程来调度，因此所有任务都是串行执行的，同一时间只能有一个任务在执行，前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。

ScheduledExecutor

鉴于 Timer 的上述缺陷，Java 5 推出了基于线程池设计的 ScheduledExecutor。其设计思想是，每一个被调度的任务都会由线程池中一个线程去执行，因此任务是并发执行的，相互之间不会受到干扰。需要注意的是，只有当任务的执行时间到来时，ScheduedExecutor 才会真正启动一个线程，其余时间 ScheduledExecutor 都是在轮询任务的状态。

清单 2. 使用 ScheduledExecutor 进行任务调度

package com.ibm.scheduler;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ScheduledExecutorTest implements Runnable {
    private String jobName = "";
    public ScheduledExecutorTest(String jobName) {
        super();
        this.jobName = jobName;
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("execute " + jobName);
    }
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        long initialDelay1 = 1;
        long period1 = 1;
        // 从现在开始1秒钟之后，每隔1秒钟执行一次job1
        service.scheduleAtFixedRate(
                new ScheduledExecutorTest("job1"), initialDelay1,
                period1, TimeUnit.SECONDS);
        long initialDelay2 = 1;
        long delay2 = 1;
        // 从现在开始2秒钟之后，每隔2秒钟执行一次job2
        service.scheduleWithFixedDelay(
                new ScheduledExecutorTest("job2"), initialDelay2,
                delay2, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

结果为：

Output:
execute job1
execute job1
execute job2
execute job1
execute job1
execute job2

清单 2 展示了 ScheduledExecutorService 中两种最常用的调度方法 ScheduleAtFixedRate 和 ScheduleWithFixedDelay。ScheduleAtFixedRate 每次执行时间为上一次任务开始起向后推一个时间间隔，即每次执行时间为 :initialDelay, initialDelay+period, initialDelay+2*period, …；ScheduleWithFixedDelay 每次执行时间为上一次任务结束起向后推一个时间间隔，即每次执行时间为：initialDelay, initialDelay+executeTime+delay, initialDelay+2*executeTime+2*delay。由此可见，ScheduleAtFixedRate 是基于固定时间间隔进行任务调度，ScheduleWithFixedDelay 取决于每次任务执行的时间长短，是基于不固定时间间隔进行任务调度。

Quartz

Quartz 可以满足更多更复杂的调度需求，

清单 4. 使用 Quartz 进行任务调度

package com.scheduler;

import java.util.Date;

import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobDetail;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;
import org.quartz.Scheduler;
import org.quartz.SchedulerException;
import org.quartz.SchedulerFactory;
import org.quartz.SimpleTrigger;
import org.quartz.Trigger;
import org.quartz.TriggerUtils;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;

import com.scheduler.sample_official.MyJob;

public class QuartzTest implements Job{

    //这个例子使用的是Quartz 1.8版本的
    //demo下载：http://download.csdn.net/download/llhhyy1989/5536893
    //讲解：http://blog.csdn.net/yuebinghaoyuan/article/details/9045471
    //https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-taskschedule/    

    public static void main(String[] args) throws SchedulerException {
        // TODO Auto-generated method stub
       //创建一个Scheduler
        SchedulerFactory schedFact=new StdSchedulerFactory();
        Scheduler sched=schedFact.getScheduler();
        sched.start();
        //创建一个JobDetail,指明 name,groupname,以及具体的Job类名，该Job负责定义具体的执行任务；
        JobDetail jobDetail=new JobDetail("myJob","myJobGroup",QuartzTest.class);
        jobDetail.getJobDataMap().put("type","FULL");
//         定义调度触发规则，比如每1秒运行一次，共运行8次
           SimpleTrigger simpleTrigger=new SimpleTrigger("simpleTrigger","triggerGroup");
//         马上启动
           simpleTrigger.setStartTime(new Date());
//         间隔时间
           simpleTrigger.setRepeatInterval(1000);
//         运行次数
           simpleTrigger.setRepeatCount(8);
        //用scheduler将JobDetail与Trigger关联在一起，开始调度任务；
        sched.scheduleJob(jobDetail,simpleTrigger);
    }

//    public static void main(String[] args) throws SchedulerException {
//        // TODO Auto-generated method stub
//       //创建一个Scheduler
//        SchedulerFactory schedFact=new StdSchedulerFactory();
//        Scheduler sched=schedFact.getScheduler();
//        sched.start();
//        //创建一个JobDetail,指明 name,groupname,以及具体的Job类名，该Job负责定义具体的执行任务；
//        JobDetail jobDetail=new JobDetail("myJob","myJobGroup",QuartzTest.class);
//        jobDetail.getJobDataMap().put("type","FULL");
//        //创建一个每周触发的Trigger,指定星期几，几点几分执行
////        Trigger trigger =TriggerUtils.makeWeeklyTrigger(3,16,38);
////        trigger.setGroup("myTriggerGroup");
////        //从当前时间的下一秒开始执行
////        trigger.setStartTime(TriggerUtils.getEvenSecondDate(new Date()));
////        //指明trigger的name
////        trigger.setName("myTrigger");
//
////         定义调度触发规则，比如每1秒运行一次，共运行8次
//           SimpleTrigger simpleTrigger=new SimpleTrigger("simpleTrigger","triggerGroup");
////         马上启动
//           simpleTrigger.setStartTime(new Date());
////         间隔时间
//           simpleTrigger.setRepeatInterval(1000);
////         运行次数
//           simpleTrigger.setRepeatCount(8);
//
//        //用scheduler将JobDetail与Trigger关联在一起，开始调度任务；
//        sched.scheduleJob(jobDetail,simpleTrigger);
//
//
//    }
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext arg0) throws JobExecutionException {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("Generating Report - "
                            +arg0.getJobDetail().getFullName()+",type="
                            +arg0.getJobDetail().getJobDataMap().get("type"));
        System.out.println(new Date().toString());
    }

}

清单 4 非常简洁地实现了一个上述复杂的任务调度。Quartz 设计的核心类包括 Scheduler, Job 以及 Trigger。其中，Job 负责定义需要执行的任务，Trigger 负责设置调度策略，Scheduler 将二者组装在一起，并触发任务开始执行。

Job

使用者只需要创建一个 Job 的继承类，实现 execute 方法。JobDetail 负责封装 Job 以及 Job 的属性，并将其提供给 Scheduler 作为参数。每次 Scheduler 执行任务时，首先会创建一个 Job 的实例，然后再调用 execute 方法执行。Quartz 没有为 Job 设计带参数的构造函数，因此需要通过额外的 JobDataMap 来存储 Job 的属性。JobDataMap 可以存储任意数量的 Key，Value 对，例如：

清单 5. 为 JobDataMap 赋值

jobDetail.getJobDataMap().put("myDescription", "my job description");
 jobDetail.getJobDataMap().put("myValue", 1998);
 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
 list.add("item1");
 jobDetail.getJobDataMap().put("myArray", list);

JobDataMap 中的数据可以通过下面的方式获取：

清单 6. 获取 JobDataMap 的值

 public class JobDataMapTest implements Job {
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext context)
            throws JobExecutionException {
        //从context中获取instName，groupName以及dataMap
        String instName = context.getJobDetail().getName();
        String groupName = context.getJobDetail().getGroup();
        JobDataMap dataMap = context.getJobDetail().getJobDataMap();
        //从dataMap中获取myDescription，myValue以及myArray
        String myDescription = dataMap.getString("myDescription");
        int myValue = dataMap.getInt("myValue");
        ArrayList<String> myArray = (ArrayListlt;Strin>) dataMap.get("myArray");
        System.out.println("
                Instance =" + instName + ", group = " + groupName
                + ", description = " + myDescription + ", value =" + myValue
                + ", array item0 = " + myArray.get(0));
    }
}
Output：
Instance = myJob, group = myJobGroup,
description = my job description,
value =1998, array item0 = item1

Trigger

Trigger 的作用是设置调度策略。Quartz 设计了多种类型的 Trigger，其中最常用的是 SimpleTrigger 和 CronTrigger。

SimpleTrigger 适用于在某一特定的时间执行一次，或者在某一特定的时间以某一特定时间间隔执行多次。上述功能决定了 SimpleTrigger 的参数包括 start-time, end-time, repeat count, 以及 repeat interval。

Repeat count 取值为大于或等于零的整数，或者常量 SimpleTrigger.REPEAT_INDEFINITELY。

Repeat interval 取值为大于或等于零的长整型。当 Repeat interval 取值为零并且 Repeat count 取值大于零时，将会触发任务的并发执行。

Start-time 与 dnd-time 取值为 java.util.Date。当同时指定 end-time 与 repeat count 时，优先考虑 end-time。一般地，可以指定 end-time，并设定 repeat count 为 REPEAT_INDEFINITELY。

以下是 SimpleTrigger 的构造方法：

public SimpleTrigger(String name,
                       String group,
                       Date startTime,
                       Date endTime,
                       int repeatCount,
                       long repeatInterval)

举例如下：

创建一个立即执行且仅执行一次的 SimpleTrigger：

 SimpleTrigger trigger=
 new SimpleTrigger("myTrigger", "myGroup", new Date(), null, 0, 0L);

创建一个半分钟后开始执行，且每隔一分钟重复执行一次的 SimpleTrigger：

SimpleTrigger trigger=
 new SimpleTrigger("myTrigger", "myGroup",
    new Date(System.currentTimeMillis()+30*1000), null, 0, 60*1000);

创建一个 2011 年 6 月 1 日 8:30 开始执行，每隔一小时执行一次，一共执行一百次，一天之后截止的 SimpleTrigger：

 Calendar calendar = Calendar.getInstance();
 calendar.set(Calendar.YEAR, 2011);
 calendar.set(Calendar.MONTH, Calendar.JUNE);
 calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
 calendar.set(Calendar.HOUR, 8);
 calendar.set(Calendar.MINUTE, 30);
 calendar.set(Calendar.SECOND, 0);
 calendar.set(Calendar.MILLISECOND, 0);
 Date startTime = calendar.getTime();
 Date endTime = new Date (calendar.getTimeInMillis() +24*60*60*1000);
 SimpleTrigger trigger=new SimpleTrigger("myTrigger",
        "myGroup", startTime, endTime, 100, 60*60*1000);

上述最后一个例子中，同时设置了 end-time 与 repeat count，则优先考虑 end-time，总共可以执行二十四次。

CronTrigger 的用途更广，相比基于特定时间间隔进行调度安排的 SimpleTrigger，CronTrigger 主要适用于基于日历的调度安排。例如：每星期二的 16:38:10 执行，每月一号执行，以及更复杂的调度安排等。

CronTrigger 同样需要指定 start-time 和 end-time，其核心在于 Cron 表达式，由七个字段组成：

Seconds
 Minutes
 Hours
 Day-of-Month
 Month
 Day-of-Week
 Year (Optional field)

举例如下：

创建一个每三小时执行的 CronTrigger，且从每小时的整点开始执行：

 0 0 0/3  * * ?

创建一个每十分钟执行的 CronTrigger，且从每小时的第三分钟开始执行：

 0 3/10 * * * ?

创建一个每周一，周二，周三，周六的晚上 20:00 到 23:00，每半小时执行一次的 CronTrigger：

 0 0/30 20-23 ? * MON-WED,SAT

创建一个每月最后一个周四，中午 11:30-14:30，每小时执行一次的 trigger：

0 30 11-14/1 ? * 5L

解释一下上述例子中各符号的含义：

首先所有字段都有自己特定的取值，例如，Seconds 和 Minutes 取值为 0 到 59，Hours 取值为 0 到 23，Day-of-Month 取值为 0-31, Month 取值为 0-11，或者 JAN，FEB, MAR, APR, MAY, JUN, JUL, AUG, SEP, OCT, NOV, DEC，Days-of-Week 取值为 1-7 或者 SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT。每个字段可以取单个值，多个值，或一个范围，例如 Day-of-Week 可取值为“MON，TUE，SAT”,“MON-FRI”或者“TUE-THU，SUN”。

通配符 * 表示该字段可接受任何可能取值。例如 Month 字段赋值 * 表示每个月，Day-of-Week 字段赋值 * 表示一周的每天。

/ 表示开始时刻与间隔时段。例如 Minutes 字段赋值 2/10 表示在一个小时内每 20 分钟执行一次，从第 2 分钟开始。

? 仅适用于 Day-of-Month 和 Day-of-Week。? 表示对该字段不指定特定值。适用于需要对这两个字段中的其中一个指定值，而对另一个不指定值的情况。一般情况下，这两个字段只需对一个赋值。

L 仅适用于 Day-of-Month 和 Day-of-Week。L 用于 Day-of-Month 表示该月最后一天。L 单独用于 Day-of-Week 表示周六，否则表示一个月最后一个星期几，例如 5L 或者 THUL 表示该月最后一个星期四。

W 仅适用于 Day-of-Month，表示离指定日期最近的一个工作日，例如 Day-of-Month 赋值为 10W 表示该月离 10 号最近的一个工作日。

# 仅适用于 Day-of-Week，表示该月第 XXX 个星期几。例如 Day-of-Week 赋值为 5#2 或者 THU#2，表示该月第二个星期四。

CronTrigger 的使用如下：

 CronTrigger cronTrigger = new CronTrigger("myTrigger", "myGroup");
 try {
     cronTrigger.setCronExpression("0 0/30 20-13 ? * MON-WED,SAT");
 } catch (Exception e) {
     e.printStackTrace();
 }

Job 与 Trigger 的松耦合设计是 Quartz 的一大特点，其优点在于同一个 Job 可以绑定多个不同的 Trigger，同一个 Trigger 也可以调度多个 Job，灵活性很强。

参考：集中任务调度的Java实现方法与比较

参考：Java任务调度教程实例

相应的例子：

http://download.csdn.net/detail/llhhyy1989/5536893

http://download.csdn.net/detail/llhhyy1989/5536977