定时任务Quartz

定时任务详解思维导图，含四个方面：理论基础、Timer、线程池和quartz。

定时任务

• 理论基础
  • 小顶堆
  • 时间轮算法
    • 链表或者数组实现时间轮（while-true-sleep）
      • 遍历数组，每个下标放置一个链表，链表节点放置任务，遍历到了就取出执行
    • round时间轮
      • 任务上记录一个round,遍历到了就将round减一，为0时取出执行
      • 需要遍历所有的任务，效率较低
    • 分层时间轮
      • 使用多个不同时间维度的轮
        • 天轮：记录几点执行
        • 月轮：记录几号执行
      • 月轮遍历到了，将任务取出放到天轮里面，即可实现几号几点执行
• Timer
  • TaskQueue: 小顶堆，存放timeTask
  • TimerThread:任务执行线程
    • 死循环不断检查是否有任务需要执行了，有就执行它
    • 还是在这个线程执行
  • 单线程执行任务，任务有可能相互阻塞
    • schedule:任务执行超时，会导致后面的任务往后推移，预想在这个时间内存档的任务执行就没了
    • scheduleAtFixedRate：任务超时可能导致下一个任务就会马上执行
  • 运行时异常会导致timer线程终止
  • 任务调度时基于绝对时间的，对系统时间敏感
• 线程池
  • ScheduledThreadPoolExecutor
    • 使用多线程执行服务，不会相互阻塞
    • 如果线程失活，会新建线程执行任务
      • 线程抛异常，任务会被丢弃，需要做捕获处理
    • DedayedWorkQueue：小顶堆、无界队列
      • 在定时任务线程池中，最大线程数时没有意义的
      • 执行时间距离当前时间越近的任务在队列的前面
      • 用于添加ScheduleFutureTask(继承于FutureTask,实现RunnableScheduledFunction)
      • 线程池中的线程从DelayQueue中获取ScheduleFutureTask,然后执行任务
      • 实现了Delayed接口，可以通过getDelay方法来获取延迟时间
    • Leader-Follower模式
      • 避免没必要的唤醒和阻塞的操作，这样会更加有效，且节省资源
    • 应用场景
      • 使用于多个后台执行周期性任务，同时为满足资源管理的需求需要限制后台线程数量
  • SingleThreadScheduledExecutor
    • 单线程的ScheduledThreadPoolExecutor
    • 应用场景
      • 适用于需要单个后台线程执行周期任务，同时需要保证任务顺序进行
• quartz
  • job:封装成jobDetail设置属性
    • @DisallowConcurrentException：禁止并发的执行同一个job定义（JobDetail定义的）多个实例
    • @PersistJobDataAfterException：持久化JobDetail中的JobDataMap（对trigger中的datamap无效）
    • 如果一个任务请求恢复，一般是该任务执行期间发生了系统崩溃或其他关闭进程的操作，当服务再次启动时，会再次执行此任务。此时,jobExecutionContext.isRecovering()会返回true
  • Trigger：触发器，指定执行时间、开始结束时间等
    • 优先级
      • 同时触发trigger之间才会比较优先级
      • 如果trigger是可恢复的，在恢复后再次调度时，优先级不变
    • misfire:错过触发
      • 判断misfire的条件
        • job到达触发时间没有被执行
        • 被执行的延迟时间超过了Quartz配置的misfireThreshold阈值
      • 产生的原因
        • 当job到达触发时间时，所有的线程都被其他job占用，没有可用线程
        • 在job需要触发的时间点，scheduler停止了（可能时意外停止的）
        • job使用了@DisallowConcurrentExecution注解，job不能并发执行，当达到下一个job执行时间点的时候，上一个任务还没有完成
        • job指定了过去的开始执行时间，例如当前时间是8点整，指定开始时间为7点整
      • 策略
        • 默认使用MISFIRE_INSTRUCTION_SMART_POLICY策略
        • SimpleTrigger
          • now相关的策略，会立即执行第一个misfire的任务，同时会修改startTime和repeatCount,因此会重新计算finalFireTime,原计划执行时间会被打乱
          • next*相关的策略，不会立即执行misfire的任务，也不会修改startTime和repeatCount,因此finalFireTime也没有改变，发生了misfire也还是按照原计划进行执行
        • CronTrigger
          • MISFIRE_INSTRUCTION _IGNORE_MISFIRE_POLICY
            • Quartz不会判断发生了misfire,立即执行所有发生了misfire的任务，然后按照原计划进行执行 例如：在10：15立即执行9：00和10：00任务，然后等待下一个任务在11：00执行，之后按照原计划执行
          • MISFIRE_INSTRUCTION _FIRE_ONCE_NOW
            • 立即执行第一个发生misfire的任务，忽略其他发生misfire的任务，然后按照原计划继续执行。 例如：在10：15立即执行9：00的任务，忽略10：00任务，然后等待下一个任务在11：00执行，之后按照原计划执行
          • MISFIRE_INSTRUCTION_DO_NOTHING
            • 所有发生misfire的任务都被忽略，知识按照原计划继续执行
      • calendar：用于排除时间段
      • SimpleTrigger: 具体时间点，指定间隔重复执行
      • CronTrigger: cron表达式
  • Scheduler:调度器，基于trigger的设定执行job
    • SchedulerFactory
      • 创建Scheduler
      • DirecSchedulerFactory:在代码里定制Scheduler参数
      • StdSchedulerFactory：读取classpath下的quartz.properties配置来实例化Scheduler
    • JobStore
      • 存储运行时信息的，包括Trigger、Scheduler、业务锁等
      • RAMJobStore(内存实现)
      • JobStoreTX(JDBC，事务由Quartz管理)
      • JobStoreCMT(JDBC，使用容器事务)
      • ClusteredJobStore(集群实现)
      • TerracottaJobStore(Terracotta中间件)
    • ThreadPool
      • SimpleThreadPool
      • 自定义连接池
  • JobDataMap：保存任务实例的状态信息
    • jobDetail
      • 默认只在Job被添加到调度程序（任务执行计划表）scheduler的时候，存储一次该任务的状态信息数据，可以使用注解@PersistjobDataAfterException注解标明在一个任务执行完毕后就存储一次
    • trigger
      • 任务被多个触发器引用的使用的时候，根据不同的触发时机，可以提供不同的输入条件