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SpringBoot集成Quartz实现定时任务的方法

1 需求

在我的前后端分离的实验室管理项目中，有一个功能是学生状态统计。我的设计是按天统计每种状态的比例。为了便于计算，在每天0点，系统需要将学生的状态重置，并插入一条数据作为一天的开始状态。另外，考虑到学生的请假需求，请假的申请往往是提前做好，等系统时间走到实际请假时间的时候，系统要将学生的状态修改为请假。

显然，这两个子需求都可以通过定时任务实现。在网上略做搜索以后，我选择了比较流行的定时任务框架Quartz。

2 Quartz

Quartz是一个定时任务框架，其他介绍网上也很详尽。这里要介绍一下Quartz里的几个非常核心的接口。

2.1 Scheduler接口

Scheduler翻译成调度器，Quartz通过调度器来注册、暂停、删除Trigger和JobDetail。Scheduler还拥有一个SchedulerContext，顾名思义就是上下文，通过SchedulerContext我们可以获取到触发器和任务的一些信息。

2.2 Trigger接口

Trigger可以翻译成触发器，通过cron表达式或是SimpleScheduleBuilder等类，指定任务执行的周期。系统时间走到触发器指定的时间的时候，触发器就会触发任务的执行。

2.3 JobDetail接口

Job接口是真正需要执行的任务。JobDetail接口相当于将Job接口包装了一下，Trigger和Scheduler实际用到的都是JobDetail。

3 SpringBoot官方文档解读

SpringBoot官方写了spring-boot-starter-quartz。使用过SpringBoot的同学都知道这是一个官方提供的启动器，有了这个启动器，集成的操作就会被大大简化。

现在我们来看一看SpingBoot2.2.6官方文档，其中第4.20小节Quartz Scheduler就谈到了Quartz，但很可惜一共只有两页不到的内容，先来看看这么精华的文档里能学到些什么。

Spring Boot offers several conveniences for working with the Quartz scheduler, including the

spring-boot-starter-quartz “Starter”. If Quartz is available, a Scheduler is auto-configured (through the SchedulerFactoryBean abstraction).

Beans of the following types are automatically picked up and associated with the Scheduler:

• JobDetail: defines a particular Job. JobDetail instances can be built with the JobBuilder API.

• Calendar.

• Trigger: defines when a particular job is triggered.

翻译一下：

SpringBoot提供了一些便捷的方法来和Quartz协同工作，这些方法里面包括`spring-boot-starter-quartz`这个启动器。如果Quartz可用，Scheduler会通过SchedulerFactoryBean这个工厂bean自动配置到SpringBoot里。

JobDetail、Calendar、Trigger这些类型的bean会被自动采集并关联到Scheduler上。

Jobs can define setters to inject data map properties. Regular beans can also be injected in a similar manner.

翻译一下：

Job可以定义setter(也就是set方法)来注入配置信息。也可以用同样的方法注入普通的bean。

下面是文档里给的示例代码，我直接完全照着写，拿到的却是null。不知道是不是我的使用方式有误。后来仔细一想，文档的意思应该是在创建Job对象之后，调用set方法将依赖注入进去。但后面我们是通过框架反射生成的Job对象，这样做反而会搞得更加复杂。最后还是决定采用给Job类加@Component注解的方法。

文档的其他篇幅就介绍了一些配置，但是介绍得也不全面，看了帮助也并不是很大。详细的配置可以参考w3school的Quartz配置。

4 SpringBoot集成Quartz

4.1 建表

我选择将定时任务的信息保存在数据库中，优点是显而易见的，定时任务不会因为系统的崩溃而丢失。

建表的sql语句在Quartz的github中可以找到，里面有针对每一种常用数据库的sql语句，具体地址是：Quartz数http://据库建表sql。

建表以后，可以看到数据库里多了11张表。我们完全不需要关心每张表的具体作用，在添加删除任务、触发器等的时候，Quartz框架会操作这些表。

4.2 引入依赖

在pom.xml里添加依赖。

org.springframework.boot

spring-boot-starter-quartz

2.2.6.RELEASE

4.3 配置quartz

在application.yml中配置quartz。相关配置的作用已经写在注解上。

# spring的datasource等配置未贴出

spring:

quartz:

# 将任务等保存化到数据库

job-store-type: jdbc

# 程序结束时会等待quartz相关的内容结束

wait-for-jobs-to-complete-on-shutdown: true

# QuartzScheduler启动时更新己存在的Job,这样就不用每次修改targetObject后删除qrtz_job_details表对应记录

overwrite-existing-jobs: true

# 这里居然是个map，搞得智能提示都没有，佛了

properties:

org:

quartz:

# scheduler相关

scheduler:

# scheduler的实例名

instanceName: scheduler

instanceId: AUTO

# 持久化相关

jobStore:

class: org.quartz.impl.jdbcjobstore.JobStoreTX

driverDelegateClass: org.quartz.impl.jdbcjobstore.StdJDBCDelegate

# 表示数据库中相关表是QRTZ_开头的

tablePrefix: QRTZ_

useProperties: false

# 线程池相关

threadPool:

class: org.quartz.simpl.SimpleThreadPool

# 线程数

threadCount: 10

# 线程优先级

threadPriority: 5

threadsInheritContextClassLoaderOfInitializingThread: true

4.4 注册周期性的定时任务

第1节中提到的第一个子需求是在每天0点执行的，是一个周期性的任务，任务内容也是确定的，所以直接在代码里注册JobDetail和Trigger的bean就可以了。当然，这些JobDetail和Trigger也是会被持久化到数据库里。

/**

* Quartz的相关配置，注册JobDetail和Trigger

* 注意JobDetail和Trigger是org.quartz包下的，不是spring包下的，不要导入错误

@Configuration

public class QuartzConfig {

@Bean

public JobDetail jobDetail() {

JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(StartOfDayJob.class)

.withIdentity("start_of_day", "start_of_day")

.storeDurably()

.build();

return jobDetail;

}

@Bean

public Trigger trigger() {

Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()

.forJob(jobDetail())

.withIdentity("start_of_day", "start_of_day")

.startNow()

// 每天0点执行

.withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0 0 0 * * ?"))

.build();

return trigger;

}

builder类创建了一个JobDetail和一个Trigger并注册成为Spring bean。从第3节中摘录的官方文档中，我们已经知道这些bean会自动关联到调度器上。需要注意的是JobDetail和Trigger需要设置组名和自己的名字，用来作为唯一标识。当然，JobDetail和Trigger的唯一标识可以相同，因为他们是不同的类。

Trigger通过cron表达式指定了任务执行的周期。对cron表达式不熟悉的同学可以百度学习一下。

JobDetail里有一个StartOfDayJob类，这个类就是Job接口的一个实现类，里面定义了任务的具体内容，看一下代码：

@Component

public class StartOfDayJob extends QuartzJobBean {

private StudentService studentService;

@Autowired

public StartOfDayJob(StudentService studentService) {

this.studentService = studentService;

}

@Override

protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext)

throws JobExecutionException {

// 任务的具体逻辑

}

这里面有一个小问题，上面用builder创建JobDetail时，传入了StartOfDayJob.class，按常理推测，应该是Quartz框架通过反射创建StartOfDayJob对象，再调用executeInternal()执行任务。这样依赖，这个Job是Quartz通过反射创建的，即使加了注解@Component，这个StartOfDayJob对象也不会被注册到ioc容器中，更不可能实现依赖的自动装配。

网上很多博客也是这么介绍的。但是根据我的实际测试，这样写可以完成依赖注入，但我还不知道它的实现原理。

4.5 注册无周期性的定时任务

第1节中提到的第二个子需求是学生请假，显然请假是不定时的，一次性的，而且不具有周期性。

4.5节与4.4节大体相同，但是有两点区别：

Job类需要获取到一些数据用于任务的执行；任务执行完成后删除Job和Trigger。

业务逻辑是在老师批准学生的请假申请时，向调度器添加Trigger和JobDetail。

实体类：

public class LeaveApplication {

@TableId(type = IdType.AUTO)

private Integer id;

private Long proposerUsername;

@jsonFormat( pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm",timezone="GMT+8")

private LocalDateTime startTime;

@JsonFormat( pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm",timezone="GMT+8")

private LocalDateTime endTime;

private String reason;

private String state;

private String disapprovedReason;

private Long checkerUsername;

private LocalDateTime checkTime;

// 省略getter、setter

}

Service层逻辑，重要的地方已在注释中说明。

@Service

public class LeaveApplicationServiceImpl implements LeaveApplicationService {

@Autowired

private Scheduler scheduler;

// 省略其他方法与其他依赖

/**

* 添加job和trigger到scheduler

private void addJobAndTrigger(LeaveApplication leaveApplication) {

Long proposerUsername = leaveApplication.getProposerUsername();

// 创建请假开始Job

LocalDateTime startTime = leaveApplication.getStartTime();

JobDetail startJobDetail = JobBuilder.newJob(LeaveStartJob.class)

// 指定任务组名和任务名

.withIdentity(leaveApplication.getStartTime().toString(),

proposerUsername + "_start")

// 添加一些参数，执行的时候用

.usingJobData("username", proposerUsername)

.usingJobData("time", startTime.toString())

.build();

// 创建请假开始任务的触发器

// 创建cron表达式指定任务执行的时间，由于请假时间是确定的，所以年月日时分秒都是确定的，这也符合任务只执行一次的要求。

String startCron = String.format("%d %d %d %d %d ? %d",

startTime.getSecond(),

startTime.getMinute(),

startTime.getHour(),

startTime.getDayOfMonth(),

startTime.getMonth().getValue(),

startTime.getYear());

CronTrigger startCronTrigger = TriggerBuilder.newTrigger()

// 指定触发器组名和触发器名

.withIdentity(leaveApplication.getStartTime().toString(),

proposerUsername + "_start")

.withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(startCron))

.build();

// 将job和trigger添加到scheduler里

try {

scheduler.scheduleJob(startJobDetail, startCronTrigger);

} catch (SchedulerException e) {

e.printStackTrace();

throw new CustomizedException("添加请假任务失败");

}

Job类逻辑，重要的地方已在注释中说明。

@Component

public class LeaveStartJob extends QuartzJobBean {

private Scheduler scheduler;

private SystemUserMapperPlus systemUserMapperPlus;

@Autowired

public LeaveStartJob(Scheduler scheduler,

SystemUserMapperPlus systemUserMapperPlus) {

this.scheduler = scheduler;

this.systemUserMapperPlus = systemUserMapperPlus;

}

@Override

protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext)

throws JobExecutionException {

Trigger trigger = jobExecutionContext.getTrigger();

JobDetail jobDetail = jobExecutionContext.getJobDetail();

JobDataMap jobDataMap = jobDetail.getJobDataMap();

// 将添加任务的时候存进去的数据拿出来

long username = jobDataMap.getLongValue("username");

LocalDateTime time = LocalDateTime.parse(jobDataMap.getString("time"));

// 编写任务的逻辑

// 执行之后删除任务

try {

// 暂停触发器的计时

scheduler.pauseTrigger(trigger.getKey());

// 移除触发器中的任务

scheduler.unscheduleJob(trigger.getKey());

// 删除任务

scheduler.deleteJob(jobDetail.getKey());

} catch (SchedulerException e) {

e.printStackTrace();

}

5 总结

上文所述的内容应该可以满足绝大部分定时任务的需求。我在查阅网上的博客之后，发现大部分博客里介绍的Quartz使用还是停留在Spring阶段，配置也都是通过xml，因此我在实现了功能以后，将整个过程总结了一下，留给需要的人以及以后的自己做参考。

总体上来说，Quartz实现定时任务还是非常方便的，与SpringBoot整合之后配置也非常简单，是实现定时任务的不错的选择。

5.2 小坑1

在IDEA2020.1版本里使用SpringBoot与Quartz时，报错找不到org.quartz程序包，但是依赖里面明明有org.quartz，类RbshQb里的import也没有报错，还可以通过Ctrl+鼠标左键直接跳转到相应的类里。后面我用了IDEA2019.3.4就不再有这个错误。那么就是新版IDEA的BUG了。

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415 2022-12-07

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