面向生產(chǎn)環(huán)節(jié)的分時(shí)任務(wù)調(diào)度技術(shù)硏究

廖一星 綦云華 徐亮 楊政

摘要：任務(wù)調(diào)度是操作系統(tǒng)的重要組成部分，而對于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，任務(wù)調(diào)度直接影響其實(shí)時(shí)性能。任務(wù)調(diào)度能夠在約定的特定時(shí)刻去執(zhí)行任務(wù)的過程。所以有了任務(wù)調(diào)度即可解放更多的人力，而是由系統(tǒng)自動去執(zhí)行任務(wù)。因而任務(wù)調(diào)度具有非常重要的作用。本文立足于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，淺析分時(shí)任務(wù)調(diào)度技術(shù)。

關(guān)鍵詞：任務(wù)調(diào)度;分時(shí)任務(wù);調(diào)度技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，市場競爭日益激烈。各企業(yè)想要在理解的市場競爭中發(fā)揮獨(dú)有的優(yōu)勢，提高企業(yè)市場競爭力，就必須加大研發(fā)力度，不斷研究開發(fā)出新產(chǎn)品并成功投入市場。所謂新產(chǎn)品是指在原理、結(jié)構(gòu)、材料、性能等某一方面或幾方面有新的改進(jìn)的產(chǎn)品。新產(chǎn)品試制是在動態(tài)狀態(tài)下開展的，每時(shí)每刻生產(chǎn)進(jìn)程都要發(fā)生變化。它的研究重點(diǎn)主要在于資源的協(xié)調(diào)利用和管理體系的優(yōu)化上，而并不是研究實(shí)際應(yīng)用中特別重要的動態(tài)排產(chǎn)、分批方法等。

因此，這不太符合現(xiàn)實(shí)條件。所以企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺（Enterprise task scheduling platform，簡稱ETSP）正是在市場競爭激烈的背景下提出，力求推動企業(yè)發(fā)展。企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺能夠充分利用quartz開源框架功能強(qiáng)大，具有應(yīng)用靈活，易于集成的特點(diǎn)。而且，該調(diào)度平臺能夠很快地適應(yīng)企業(yè)任務(wù)多而雜的現(xiàn)狀，將企業(yè)中一系列調(diào)度任務(wù)集中管控再分布。例如：消息發(fā)送、數(shù)據(jù)備份、挖掘、報(bào)表分析、數(shù)據(jù)采集、同步、遷移以及加工等。此外，該調(diào)度平臺還能夠滿足用戶的個(gè)性化需求，它能夠讓用戶可根據(jù)需要定制個(gè)性化任務(wù)調(diào)度，有利于有效監(jiān)管任務(wù)調(diào)度運(yùn)行。進(jìn)而提高任務(wù)調(diào)度的運(yùn)行效率，減輕IT人員的開發(fā)與維護(hù)工作，提高企業(yè)整體工作效率。

一、Quartz任務(wù)調(diào)度的基本工作原理

傳統(tǒng)的企業(yè)任務(wù)調(diào)度一般采用Java SDK Timer和TimerTask類，或者使用Crontab+SQL來達(dá)到目的。但是這類任務(wù)調(diào)度使配置和代碼比較分散，難以對其進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)控，在執(zhí)行過程沒有保證。而且還會缺失錯(cuò)誤恢復(fù)，在一些步驟復(fù)雜、分散，特別是在任務(wù)量大的情況下，依靠Java SDK Timer和TimerTask類，或者使用Crontab+SQL是很難進(jìn)行工作的，達(dá)不到工作目的。然而，Java SDK Timer和TimerTask以及Crontab+SQL這些局限恰好是Quartz的獨(dú)特優(yōu)勢。Quartz具有核心三要素，缺一不可：trigger、job和scheduler。在這核心三要素中，其中scheduler為執(zhí)行調(diào)度的實(shí)際控制器，trigger、job是任務(wù)調(diào)度的元數(shù)據(jù)。trigger用于定義調(diào)度規(guī)則，即按照什么時(shí)間或周期去執(zhí)行任務(wù)。一個(gè)job可以被很多個(gè)trigger關(guān)聯(lián)，但是一個(gè)trigger只能關(guān)聯(lián)一個(gè)job。Scheduler定義了很多接口和方法，它表示一個(gè)Quartz獨(dú)立的運(yùn)行容器，Trigger和JobDetail可以在Scheduler中被注冊，并許可外程序部通過組及名稱訪問、控制容器中Trigger和JobDetail。同時(shí)，Quartz擁有完備的事件和事件監(jiān)聽體系，大部分組件都擁有觸發(fā)后事件、調(diào)度器開始事件、關(guān)閉事件任務(wù)執(zhí)行前事件等。

二、企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺功能設(shè)計(jì)

根據(jù)Quartz的工作原理，企業(yè)任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)主要包括控制臺、任務(wù)調(diào)度、工作管理等模塊。用戶在使用企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺的時(shí)候，能夠管控所有需要調(diào)度的任務(wù)。其中，一個(gè)任務(wù)包含N個(gè)工作，需要通過系統(tǒng)界面將N個(gè)工作進(jìn)行工作編排，每個(gè)任務(wù)都基于一條運(yùn)行規(guī)則按照工作編排的順序執(zhí)行。所以，要新建一個(gè)調(diào)度任務(wù)，可以按照以下的步驟：

首先，用戶先在運(yùn)行規(guī)則管理模塊編排運(yùn)行規(guī)則。然后經(jīng)過規(guī)則測試成功之后，生成一條新的運(yùn)行規(guī)則。例如，用戶確定運(yùn)行規(guī)則為“每1個(gè)月的第10個(gè)工作日，在0時(shí)0分0秒執(zhí)行”，則規(guī)則編排器自動生成Quartz cron表達(dá)式“0 0 0 10W 1/1 ？”。而且用戶在使用的過程中還能夠自主選擇該運(yùn)行規(guī)則基于普通日歷還是工作日歷生成。工作日歷的管理功能在工作管理模塊中。

其次，在工作管理模塊新建任務(wù)所需要執(zhí)行的各項(xiàng)工作。每項(xiàng)工作生成一條新的工作項(xiàng)。這些工作項(xiàng)可以是企業(yè)其他系統(tǒng)提供的接口，也可以是一些用于數(shù)據(jù)處理的存儲過程或者是用于數(shù)據(jù)加工的ETL（Extract-Transform-Load）工具提供的工作流。特別是用戶在新建工作項(xiàng)的時(shí)候，必須合理配置該工作所屬的工作組。合理配置工作組目的是為了更好的管理各項(xiàng)工作，進(jìn)而提高工作效率。在合理配置工作組的時(shí)候，可以依據(jù)用途、類別以及系統(tǒng)界限來合理配置。例如，把所有涉及存儲過程的工作項(xiàng)歸為一類、系統(tǒng)接口歸為一類;把所有涉及數(shù)據(jù)庫處理的歸為一類、程序執(zhí)行歸為另一類等。

最后，用戶再利用已新建的運(yùn)行規(guī)則及所需工作項(xiàng)，可以選擇N個(gè)工作項(xiàng)來編排一個(gè)調(diào)度任務(wù)，并設(shè)置該任務(wù)的出錯(cuò)處理、節(jié)假日處理等事項(xiàng)。

2.企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺的實(shí)現(xiàn)

對于復(fù)雜的企業(yè)級任務(wù)調(diào)度應(yīng)用來說，其應(yīng)當(dāng)在程序的開發(fā)階段把整個(gè)Quartz的源代碼復(fù)制到具體的開發(fā)環(huán)境中。這樣一方面可以通過修改或擴(kuò)展Quartz一部分類來實(shí)現(xiàn)某些更為復(fù)雜的、Quartz本身尚不提供的接口功能;另一方面，還能夠通過閱讀源碼，讓企業(yè)以及用戶全面了解Quartz的實(shí)現(xiàn)原理，有利于更加熟悉整個(gè)開發(fā)過程。

Quartz主要是依賴于一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來持久化存儲數(shù)據(jù)任務(wù)。在Quartz中，企業(yè)任務(wù)本身實(shí)際的運(yùn)行時(shí)間和耗費(fèi)在每個(gè)監(jiān)聽器上的時(shí)間都會被直接記入到任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間上，使用大量的監(jiān)聽器將會直接影響它的執(zhí)行效率。例如JobListeners、SchedulerListeners以及TriggerListeners等都會影響到Quartz的工作效率。而且，Quartz在與數(shù)據(jù)庫交互方面只是做了很少的處理，它幾乎所有的時(shí)間都花費(fèi)在數(shù)據(jù)庫上。因?yàn)榛贘DBC的JobStore的速度很大程度上取決于對數(shù)據(jù)庫連接的速度。所以，在企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺實(shí)施過程中，為了提高平臺性能，就必須遵循兩個(gè)工作原則：一是為Quartz表建立索引;二是避免創(chuàng)建大量全局監(jiān)聽器。

可見，企業(yè)的任務(wù)調(diào)度規(guī)模越大、越復(fù)雜、越被頻繁地執(zhí)行，其從信息化、自動化中獲取的經(jīng)濟(jì)利益也越大。本文通過對Quartz企業(yè)任務(wù)調(diào)度平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的介紹，顯而易見：企業(yè)想要有更高的資源使用效率、伸縮性以及更少的出錯(cuò)幾率，完全可以充分利用Quartz來實(shí)現(xiàn)企業(yè)任務(wù)調(diào)度，進(jìn)而推動企業(yè)發(fā)展。

結(jié)束語 總之，大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨以及商業(yè)應(yīng)用飛速發(fā)展，企業(yè)在生產(chǎn)以及銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)調(diào)度效率也至關(guān)重要，將會影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)。因此，相關(guān)人員還必須從產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)著手，深入研究企業(yè)分時(shí)任務(wù)調(diào)度，并提出行之有效的措施提高企業(yè)分時(shí)任務(wù)調(diào)度技術(shù)，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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