中小型研发团队架构实践：任务调度 Job

一、Job 简介

Job 类似于数据库中的作业，多用于实现定时执行任务。适用场景主要包括定时轮询数据库同步、定时处理数据、定时邮件通知等。

我们的 Job 分为操作系统级别定时任务 WinJob 和 HttpJob，其中，WinJob 使用开源的任务调度框架 Quartz.NET+ ZooKeeper 实现，HttpJob 的服务端是自主开发实现的，可以直接定时调用你的计划任务如微服务。下面分别予以介绍。

二、WinJob

WinJob 使用 Quartz.NET+ZooKeeper 来实现，Quartz.NET 实现调度，ZooKeeper 使用 MasterElection 来实现高可用，解决单点问题。ZooKeeper 后继有文章单独介绍，这里重点介绍 Quartz.NET 框架的使用。

Quartz.NET 是一个全功能的开源任务调度框架，通过简单的配置就可以实现强大的任务调度功能，使得开发人员不用过多关注任务的调度，只用关注项目的业务逻辑。使用任务调度框架的价值：

1. 提高开发效率：开发人员只需要编写业务代码，而具体的任务调度只需要通过配置就可以实现。
2. 提高软件的可靠性：同一应用多个任务之间可以很好的隔离起来，互不影响。
3. 降低开发人员成本和开发复杂度：开发人员不需要对线程、Timer 很了解，就能实现一个强大的执行计划应用。
4. 容易迁移：只需实现 Quartz.IJob 接口即可，调用一次业务逻辑的入口即可。
5. 容易扩展：新业务只需增加配置即可。

基于 Quartz.NET 实现 Job 调度的方法：

在后端服务声明实例化一个调度器，在启动服务的时候启动调度器，相应的代码如下所示：

/// <summary>         
/// 当前调度服务的调度器         
/// </summary>         
public IScheduler CurrentSched 
{ 
   get; private set; 
}
public JobService()         
{    
   InitializeComponent();  
 
   StdSchedulerFactory schedulerFactory = new StdSchedulerFactory();                
   CurrentSched = schedulerFactory.GetScheduler();       
}        
protected override void OnStart(string[] args)        
{    
   CurrentSched.Start();                 
   logger.Info(" 调度服务成功启动！");         
}

创建相应的任务和触发器，之后把任务和关联的触发器加入之前声明的调度器 CurrentSched，相应的代码如下所示：

/// <summary>         
/// 演示一个任务多触发器的使用        
/// </summary>         
private static void JobWithManyTriggerDemo()         {                 
    IJobDetail simpleJob = JobBuilder.Create<SimpleJob>().WithIdentity(" 任务名称 ", " 任务组名 ").Build(); // 创建一个 simpleJob 任务                 
    ITrigger simpleTrigger = TriggerBuilder.Create().WithIdentity(" 触发器名称 3", " 触发器组名 ").StartNow()        
        .WithSimpleSchedule(x => x.WithIntervalInSeconds(5).RepeatForever()).Build();   // 创建一个简单触发器，每隔 5 秒执行一次         
 
    CurrentSched.ScheduleJob(simpleJob, simpleTrigger);    // 把 simpleJob 任务、简单触发器加入调度器         
 
    ITrigger cronTrigger = TriggerBuilder.Create().WithIdentity(" 触发器名称 4", " 触发器组名 ").StartNow()        
        .WithCronSchedule("/10 * * ? * *").ForJob(simpleJob).Build();   // 创建一个为任务“simpleJob”服务的 Cron 触发器，每隔 10 秒执行一次       
 
     CurrentSched.ScheduleJob(cronTrigger);   // 把 Cron 触发器加入调度器         
}

在业务逻辑层继承 IJob 接口，并实现 Execute 方法，在该方法内实现需要调度的业务逻辑，相应的代码如下所示：

/// <summary>     
/// 简单任务     
/// </summary>     
public class SimpleJob : IJob     
{             
    ILog logger = LogManager.GetLogger(typeof(SimpleJob));    
    public void Execute(IJobExecutionContext context)                 
    {       
        Console.WriteLine(" 简单的任务演示！" + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));       
        logger.Info(" 简单的任务演示！" + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));                    
        // 业务逻辑处理                    
        Thread.Sleep(2000);             
     }     
}

三、HttpJob

通过自主开发的 JobServer，结合自主开发的 Job 集中式管理平台，可以实现满足绝大部分场景的 Job 调度。 这种 Job 调度使用方式使你只需关注实现业务系统的业务逻辑部分即可，无需在业务系统中额外关注如何使用 Quartz.NET。

3.1、HttpJob 的服务端实现

JobServer 实现的主要逻辑：

1. 借助 Quartz，可实现多个线程（如 10 个线程）同时调用多个 HttpJob；
2. 实现了 Get、Post、Head 三种方式的请求；
3. 借助 ZooKeeper 的 MasterElection 来实现高可用，实现自动主备切换；
4. 记录日志，方便追踪。

3.2、HttpJob 的后台——Job 集中式管理平台

在集中式 Job 管理平台中，配置相应的 Job 信息。配置完 Job 信息后，JobServer 获取到这些 Job 信息后，就能够定时执行这些 Job。要配置的 Job 信息包括 Job 的任务名称、任务组名、请求地址、请求类型、开始时间、触发器类型、次数、间隔时间 (s)、Cron-Like 表达式以及状态。

其中请求地址就是 JobServer 实际定时调用的任务的 http 地址，例如 HttpJobDemo 的 WebForm1.aspx 这个任务的运行地址 http://localhost:10786/WebForm1.aspx。

3.3、采用 HttpJob 进行任务调度的优势和约束

采用 HttpJob 的优势：

1. 高可用：借助网站集群巧妙地解决 Job 服务的单点问题。
2. 方便发布：不用重启 Job 服务。
3. 减少依赖，易学易用，不用关注线程、Windows 服务方面的知识。
4. 数据分片，可以采用 URL 来取模 + 多个 HttpJob。

采用 HttpJob 的约束：

1. 由于请求 HttpJob 的最长响应时间是 30 秒，所以 Job 运行时间一旦超过 30 秒，则建议为 Job 先创建异步线程，立即返回。
2. Job 调度的频率最少间隔时间是 1 分钟，因为通过 HttpJob 通知并不是件高效的事情。
3. 为了安全应建立专业的 Job 集群，一般两台即可，外部不可访问，SLB 采用简单轮询方案。
4. 新增及修改 Job 配置，10 分钟生效。

四、Cron 表达式

Cron 表达式格式：秒 分 时 日 月 周 年（可选）。要遵守的规范请见下表：

五、Demo 下载及更多资料

• WinJobDemo 下载地址： https://github.com/das2017/QuartzDemo
• HttpJobDemo 下载地址： https://github.com/das2017/HttpJobDemo
• Quartz.NET 官网： http://www.quartz-scheduler.net/
• Quartz.NET 开源网址： https://github.com/quartznet/quartznet

本系列文章涉及内容清单如下（并不按这顺序发布），其中有感兴趣的，欢迎关注：

• 开篇：中小型研发团队架构实践三要点
• 缓存 Redis
• 消息队列 RabbitMQ：如何用好消息队列 RabbitMQ？
• 集中式日志 ELK
• 任务调度 Job
• 应用监控 Metrics：应用监控怎么做？
• 微服务框架 MSA
• 搜索利器 Solr
• 分布式协调器 ZooKeeper
• 小工具：
• Dapper.NET/EmitMapper/AutoMapper/Autofac/NuGet
• 发布工具 Jenkins
• 总体架构设计：电商如何做企业总体架构？
• 单个项目架构设计
• 统一应用分层：如何规范公司所有应用分层？
• 调试工具 WinDbg
• 单点登录
• 企业支付网关
• 结篇

作者介绍

张辉清，10 多年的 IT 老兵，先后担任携程架构师、古大集团首席架构、中青易游 CTO 等职务，主导过两家公司的技术架构升级改造工作。现关注架构与工程效率，技术与业务的匹配与融合，技术价值与创新。

杨丽，拥有多年互联网应用系统研发经验，曾就职于古大集团，现任职中青易游的系统架构师，主要负责公司研发中心业务系统的架构设计以及新技术积累和培训。现阶段主要关注开源软件、软件架构、微服务以及大数据。

感谢雨多田光对本文的审校。