分布式任务调度框架技术选型

1.概述

目前常见的开源任务调度框架有 quartz、xxl-job、Elastic-job、Saturn 。

1.1 quartz

quartz 是一个完全由 Java 编写的开源作业调度框架，为在 Java 应用程序中进行作业调度提供了简单却强大的机制，但是有很多的不足，如下：

• 调用 API 的方式不人性化，并且没有操作界面；
• 需要持久化业务 QuartzJobBean 到底层数据表中，系统侵入性相当严重；
• 调度逻辑和 QuartzJobBean 耦合在同一个项目中，这将导致一个问题，在调度任务数量逐渐增多，同时调度任务逻辑逐渐加重的情况加，此时调度系统的性能将大大受限于业务；
• quartz 底层以“抢占式”获取 DB 锁并由抢占成功节点负责运行任务，会导致节点负载悬殊非常大；而 XXL-JOB 通过执行器实现“协同分配式”运行任务，充分发挥集群优势，负载各节点均衡。

quartz 官网

1.2 xxl-job

XXL-JOB 是一个轻量级分布式任务调度平台，其核心设计目标是开发迅速、学习简单、轻量级、易扩展。现已开放源代码并接入多家公司线上产品线，开箱即用。

1.3 Elastic-job

Elastic-Job 是一个分布式调度解决方案，由两个相互独立的子项目 Elastic-Job-Lite 和 Elastic-Job-Cloud 组成。Elastic-Job-Lite 定位为轻量级无中心化解决方案，使用 jar 包的形式提供分布式任务的协调服务；Elastic-Job-Cloud 采用自研 Mesos Framework 的解决方案，额外提供资源治理、应用分发以及进程隔离等功能。

1.4 Saturn

Saturn (任务调度系统)是唯品会开源的分布式作业调度平台，取代传统的 Linux Cron/Spring Batch Job 的方式，做到统一配置，统一监控，任务高可用以及分片并发处理。Saturn 基于当当 Elastic Job 代码基础上自主研发的任务调度系统。

2.技术选型

由于 quartz 有以上的缺点，不考虑使用该框架，着重对 xxl-job、Elastic-job、Saturn 对比。

在上面三个框架柱，Saturn 相关文档比较少，社区相对来说也不活跃，迭代更新也比较慢，因此不考虑使用。E-Job 和 X-job 都有广泛的用户基础和完整的技术文档，都能满足定时任务的基本功能需求。xxl-job 侧重业务实现的简单和管理的方便，学习成本简单，失败策略和路由策略丰富。推荐使用在用户基数相对少，服务器数量在一定范围内的情景下使用。elastic-job 关注的是数据，增加了弹性扩容和数据分片的思路，以便于更大限度的利用分布式服务器的资源。但是学习成本相对较高，也更加复杂，一般在数据量庞大，且部署服务器数量较多时使用，结合目前的业务场景，使用 xxl-job 框架。

3.使用

3.1 调度中心安装

见官网文档

3.2 执行器相关配置

3.2.1 添加 xxl-job 依赖

 <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.xuxueli/xxl-job-core -->
        <dependency>
            <groupId>com.xuxueli</groupId>
            <artifactId>xxl-job-core</artifactId>
            <version>2.1.2</version>
        </dependency>

3.2.2 properties 配置文件

### 调度中心部署跟地址 [选填]：如调度中心集群部署存在多个地址则用逗号分隔。执行器将会使用该地址进行"执行器心跳注册"和"任务结果回调"；为空则关闭自动注册；
xxl.job.admin.addresses=http://127.0.0.1:8080/xxl-job-admin
### 执行器AppName [选填]：执行器心跳注册分组依据；为空则关闭自动注册
xxl.job.executor.appname=xxl-job-executor-sample
### 执行器IP [选填]：默认为空表示自动获取IP，多网卡时可手动设置指定IP，该IP不会绑定Host仅作为通讯实用；地址信息用于 "执行器注册" 和 "调度中心请求并触发任务"；
xxl.job.executor.ip=
### 执行器端口号 [选填]：小于等于0则自动获取；默认端口为9999，单机部署多个执行器时，注意要配置不同执行器端口；
xxl.job.executor.port=9999
### 执行器通讯TOKEN [选填]：非空时启用；
xxl.job.accessToken=
### 执行器运行日志文件存储磁盘路径 [选填] ：需要对该路径拥有读写权限；为空则使用默认路径；
xxl.job.executor.logpath=/data/applogs/xxl-job/jobhandler
### 执行器日志文件保存天数 [选填] ： 过期日志自动清理, 限制值大于等于3时生效; 否则, 如-1, 关闭自动清理功能；
xxl.job.executor.logretentiondays=30

3.2.3 yaml 配置

xxl:
    job:
        accessToken: ''
        admin:
            addresses: http://127.0.0.1:8080/xxl-job-admin
        executor:
            appname: xxl-job-executor-sample
            ip: ''
            logpath: /data/applogs/xxl-job/jobhandler
            logretentiondays: 30
            port: 9999

3.2.4 config 配置

package com.xxl.job.executor.core.config;

import com.xxl.job.core.executor.impl.XxlJobSpringExecutor;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * xxl-job config
 *
 */
@Configuration
public class XxlJobConfig {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(XxlJobConfig.class);

    @Value("${xxl.job.admin.addresses}")
    private String adminAddresses;

    @Value("${xxl.job.executor.appname}")
    private String appName;

    @Value("${xxl.job.executor.ip}")
    private String ip;

    @Value("${xxl.job.executor.port}")
    private int port;

    @Value("${xxl.job.accessToken}")
    private String accessToken;

    @Value("${xxl.job.executor.logpath}")
    private String logPath;

    @Value("${xxl.job.executor.logretentiondays}")
    private int logRetentionDays;


    @Bean
    public XxlJobSpringExecutor xxlJobExecutor() {
        logger.info(">>>>>>>>>>> xxl-job config init.");
        XxlJobSpringExecutor xxlJobSpringExecutor = new XxlJobSpringExecutor();
        xxlJobSpringExecutor.setAdminAddresses(adminAddresses);
        xxlJobSpringExecutor.setAppName(appName);
        xxlJobSpringExecutor.setIp(ip);
        xxlJobSpringExecutor.setPort(port);
        xxlJobSpringExecutor.setAccessToken(accessToken);
        xxlJobSpringExecutor.setLogPath(logPath);
        xxlJobSpringExecutor.setLogRetentionDays(logRetentionDays);

        return xxlJobSpringExecutor;
    }

    /**
     * 针对多网卡、容器内部署等情况，可借助 "spring-cloud-commons" 提供的 "InetUtils" 组件灵活定制注册IP；
     *
     *      1、引入依赖：
     *          <dependency>
     *             <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
     *             <artifactId>spring-cloud-commons</artifactId>
     *             <version>${version}</version>
     *         </dependency>
     *
     *      2、配置文件，或者容器启动变量
     *          spring.cloud.inetutils.preferred-networks: 'xxx.xxx.xxx.'
     *
     *      3、获取IP
     *          String ip_ = inetUtils.findFirstNonLoopbackHostInfo().getIpAddress();
     */


}

3.2.5 添加定时任务

1. 编码，下面是 demo

package com.xxl.job.executor.service.jobhandler;

import com.xxl.job.core.biz.model.ReturnT;
import com.xxl.job.core.handler.IJobHandler;
import com.xxl.job.core.handler.annotation.XxlJob;
import com.xxl.job.core.log.XxlJobLogger;
import com.xxl.job.core.util.ShardingUtil;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * XxlJob开发示例（Bean模式）
 *
 * 开发步骤：
 * 1、在Spring Bean实例中，开发Job方法，方式格式要求为 "public ReturnT<String> execute(String param)"
 * 2、为Job方法添加注解 "@XxlJob(value="自定义jobhandler名称", init = "JobHandler初始化方法", destroy = "JobHandler销毁方法")"，注解value值对应的是调度中心新建任务的JobHandler属性的值。
 * 3、执行日志：需要通过 "XxlJobLogger.log" 打印执行日志；
 *
 * @author xuxueli 2019-12-11 21:52:51
 */
@Component
public class SampleXxlJob {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SampleXxlJob.class);


    /**
     * 1、简单任务示例（Bean模式）
     */
    @XxlJob("demoJobHandler")
    public ReturnT<String> demoJobHandler(String param) throws Exception {
        XxlJobLogger.log("XXL-JOB, Hello World.");
        System.out.println("hello world");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            XxlJobLogger.log("beat at:" + i);
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        }
        return ReturnT.SUCCESS;
    }


    /**
     * 2、分片广播任务
     */
    @XxlJob("shardingJobHandler")
    public ReturnT<String> shardingJobHandler(String param) throws Exception {

        // 分片参数
        ShardingUtil.ShardingVO shardingVO = ShardingUtil.getShardingVo();
        XxlJobLogger.log("分片参数：当前分片序号 = {}, 总分片数 = {}", shardingVO.getIndex(), shardingVO.getTotal());

        // 业务逻辑
        for (int i = 0; i < shardingVO.getTotal(); i++) {
            if (i == shardingVO.getIndex()) {
                XxlJobLogger.log("第 {} 片, 命中分片开始处理", i);
            } else {
                XxlJobLogger.log("第 {} 片, 忽略", i);
            }
        }

        return ReturnT.SUCCESS;
    }


    /**
     * 3、命令行任务
     */
    @XxlJob("commandJobHandler")
    public ReturnT<String> commandJobHandler(String param) throws Exception {
        String command = param;
        int exitValue = -1;

        BufferedReader bufferedReader = null;
        try {
            // command process
            Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);
            BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(process.getInputStream());
            bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(bufferedInputStream));

            // command log
            String line;
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                XxlJobLogger.log(line);
            }

            // command exit
            process.waitFor();
            exitValue = process.exitValue();
        } catch (Exception e) {
            XxlJobLogger.log(e);
        } finally {
            if (bufferedReader != null) {
                bufferedReader.close();
            }
        }

        if (exitValue == 0) {
            return IJobHandler.SUCCESS;
        } else {
            return new ReturnT<String>(IJobHandler.FAIL.getCode(), "command exit value("+exitValue+") is failed");
        }
    }


    /**
     * 4、跨平台Http任务
     */
    @XxlJob("httpJobHandler")
    public ReturnT<String> httpJobHandler(String param) throws Exception {

        // request
        HttpURLConnection connection = null;
        BufferedReader bufferedReader = null;
        try {
            // connection
            URL realUrl = new URL(param);
            connection = (HttpURLConnection) realUrl.openConnection();

            // connection setting
            connection.setRequestMethod("GET");
            connection.setDoOutput(true);
            connection.setDoInput(true);
            connection.setUseCaches(false);
            connection.setReadTimeout(5 * 1000);
            connection.setConnectTimeout(3 * 1000);
            connection.setRequestProperty("connection", "Keep-Alive");
            connection.setRequestProperty("Content-Type", "application/json;charset=UTF-8");
            connection.setRequestProperty("Accept-Charset", "application/json;charset=UTF-8");

            // do connection
            connection.connect();

            //Map<String, List<String>> map = connection.getHeaderFields();

            // valid StatusCode
            int statusCode = connection.getResponseCode();
            if (statusCode != 200) {
                throw new RuntimeException("Http Request StatusCode(" + statusCode + ") Invalid.");
            }

            // result
            bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream(), "UTF-8"));
            StringBuilder result = new StringBuilder();
            String line;
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                result.append(line);
            }
            String responseMsg = result.toString();

            XxlJobLogger.log(responseMsg);
            return ReturnT.SUCCESS;
        } catch (Exception e) {
            XxlJobLogger.log(e);
            return ReturnT.FAIL;
        } finally {
            try {
                if (bufferedReader != null) {
                    bufferedReader.close();
                }
                if (connection != null) {
                    connection.disconnect();
                }
            } catch (Exception e2) {
                XxlJobLogger.log(e2);
            }
        }

    }

    /**
     * 5、生命周期任务示例：任务初始化与销毁时，支持自定义相关逻辑；
     */
    @XxlJob(value = "demoJobHandler2", init = "init", destroy = "destroy")
    public ReturnT<String> demoJobHandler2(String param) throws Exception {
        XxlJobLogger.log("XXL-JOB, Hello World.");
        return ReturnT.SUCCESS;
    }
    public void init(){
        logger.info("init");
    }
    public void destroy(){
        logger.info("destory");
    }


}

2.在调度中心添加任务

注意 JobHandler 要与上步骤指定的名称一致。

更多相关功能请参阅官方文档。

4.附录

xxl-job 官网文档

xxl-job GitHub 地址

elastic-job 官网

elastic-job GitHub 地址

Saturn GitHub 地址