任務調度應用場景
所謂的任務調度是指安排任務的執行計劃，即何時執行，怎麼執行等。在現實項目中經常出現它們的身影；特別是數據類項目，比如實時統計每5分鐘網站的訪問量，就需要每5分鐘定時從日誌數據分析訪問量。
總結下任務調度應用場景：
- 離線作業調度：按時間粒度執行某項任務
- 共享緩存更新：定時刷新緩存，如redis緩存；不同進程間的共享數據
任務調度工具
- linux的crontab， 支持按照分鐘/小時/天/月/周粒度，執行任務
- java的Quartz
- windows的任務計劃
本文介紹的是python中的任務調度庫，APScheduler（advance python scheduler）。如果你瞭解Quartz的話，可以看出APScheduler是Quartz的python實現；APScheduler提供了基於時間，固定時間點和crontab方式的任務調用方案， 可以當作一個跨平臺的調度工具來使用。
APScheduler
組件介紹
APScheduler由5個部分組成：觸發器、調度器、任務存儲器、執行器和任務事件。
- 任務job：任務id和任務執行func
- 觸發器triggers：確定任務何時開始執行
- 任務存儲器job stores: 保存任務的狀態
- 執行器executors：確定任務怎麼執行
- 任務事件event：監控任務執行異常情況
- 調度器schedulers：串聯任務的整個生命週期，添加編輯任務到任務存儲器,在任務的執行時間到來時，把任務交給執行器執行返回結果；同時發出事件監聽，監控任務事件 。
安裝
<code>pip install apscheduler/<code>
簡單例子
<code>from apscheduler.schedulers.background import BackgroundSchedulerfrom apscheduler.executors.pool import ThreadPoolExecutor, ProcessPoolExecutorfrom apscheduler.jobstores.sqlalchemy import SQLAlchemyJobStorefrom apscheduler.events import EVENT_JOB_EXECUTED, EVENT_JOB_ERRORimport loggingimport datetime# 任務執行函數def job_func(job_id): print('job %s is runed at %s' % (job_id, datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')))# 事件監聽def job_exception_listener(event): if event.exception: # todo：異常處理, 告警等 print('The job crashed :(') else: print('The job worked :)')# 日誌logging.basicConfig()logging.getLogger('apscheduler').setLevel(logging.DEBUG)# 定義一個後臺任務非阻塞調度器scheduler = BackgroundScheduler()# 添加一個任務到內存中 # 觸發器：trigger='interval' seconds=10 每10s觸發執行一次# 執行器：executor='default' 線程執行# 任務存儲器：jobstore='default' 默認內存存儲# 最大併發數：max_instancesscheduler.add_job(job_func, trigger='interval', args=[1], id='1', name='a test job', max_instances=10, jobstore='default', executor='default', seconds=10)# 設置任務監聽scheduler.add_listener(job_exception_listener, EVENT_JOB_EXECUTED | EVENT_JOB_ERROR)# 啟動調度器scheduler.start()/<code>運行情況：
<code>job 1 is runed at 2020-03-21 20:00:38The job worked :)job 1 is runed at 2020-03-21 20:00:48The job worked :)job 1 is runed at 2020-03-21 20:00:58The job worked :)/<code>
觸發器
觸發器決定何時執行任務，APScheduler支持的觸發器有3種
- trigger='interval'：按固定時間週期執行，支持weeks，days，hours，minutes， seconds， 還可指定時間範圍sched.add_job(job_function, 'interval', hours=2, start_date='2010-10-10 09:30:00', end_date='2014-06-15 11:00:00')
- trigger='date': 固定時間，執行一次sched.add_job(my_job, 'date', run_date=datetime(2009, 11, 6, 16, 30, 5), args=['text'])
- trigger='cron': 支持crontab方式，執行任務
- 參數：分鐘/小時/天/月/周粒度，也可指定時間範圍year (int|str) – 4-digit yearmonth (int|str) – month (1-12)day (int|str) – day of the (1-31)week (int|str) – ISO week (1-53)day_of_week (int|str) – number or name of weekday (0-6 or mon,tue,wed,thu,fri,sat,sun)hour (int|str) – hour (0-23)minute (int|str) – minute (0-59)second (int|str) – second (0-59)start_date (datetime|str) – earliest possible date/time to trigger on (inclusive)end_date (datetime|str) – latest possible date/time to trigger on (inclusive)
- 例子 # 星期一到星期五，5點30執行任務job_function，直到2014-05-30 00:00:00 sched.add_job(job_function, 'cron', day_of_week='mon-fri', hour=5, minute=30, end_date='2014-05-30') # 按照crontab格式執行， 格式為：分鐘 小時 天 月 周，*表示所有 # 5月到8月的1號到15號，0點0分執行任務job_function sched.add_job(job_function, CronTrigger.from_crontab('0 0 1-15 may-aug *'))
執行器
執行器決定如何執行任務；APScheduler支持4種不同執行器，常用的有pool(線程/進程)和gevent(io多路複用，支持高併發)，默認為pool中線程池， 不同的執行器可以在調度器的配置中進行配置（見調度器）
- apscheduler.executors.asyncio：同步io，阻塞
- apscheduler.executors.gevent：io多路複用，非阻塞
- apscheduler.executors.pool: 線程ThreadPoolExecutor和進程ProcessPoolExecutor
- apscheduler.executors.twisted：基於事件驅動
任務存儲器
任務存儲器決定任務的保存方式， 默認存儲在內存中（MemoryJobStore），重啟後就沒有了。APScheduler支持的任務存儲器有：
- apscheduler.jobstores.memory：內存
- apscheduler.jobstores.mongodb：存儲在mongodb
- apscheduler.jobstores.redis：存儲在redis
- apscheduler.jobstores.rethinkdb：存儲在rethinkdb
- apscheduler.jobstores.sqlalchemy：支持sqlalchemy的數據庫如mysql，sqlite等
- apscheduler.jobstores.zookeeper：zookeeper
不同的任務存儲器可以在調度器的配置中進行配置（見調度器）
調度器
APScheduler支持的調度器方式如下，比較常用的為BlockingScheduler和BackgroundScheduler
- BlockingScheduler：適用於調度程序是進程中唯一運行的進程，調用start函數會阻塞當前線程，不能立即返回。
- BackgroundScheduler：適用於調度程序在應用程序的後臺運行，調用start後主線程不會阻塞。
- AsyncIOScheduler：適用於使用了asyncio模塊的應用程序。
- GeventScheduler：適用於使用gevent模塊的應用程序。
- TwistedScheduler：適用於構建Twisted的應用程序。
- QtScheduler：適用於構建Qt的應用程序。
從前面的例子，我們可以看到，調度器可以操作任務（併為任務指定觸發器、任務存儲器和執行器）和監控任務。
<code>scheduler.add_job(job_func, trigger='interval', args=[1], id='1', name='a test job', max_instances=10, jobstore='default', executor='default', seconds=10)/<code>
我們來詳細看下各個部分
- 調度器配置：在add_job我們看到jobstore和executor都是default，APScheduler在定義調度器時可以指定不同的任務存儲和執行器，以及初始的參數from pytz import utcfrom apscheduler.schedulers.background import BackgroundSchedulerfrom apscheduler.jobstores.mongodb import MongoDBJobStorefrom apscheduler.jobstores.sqlalchemy import SQLAlchemyJobStorefrom apscheduler.executors.pool import ThreadPoolExecutor, ProcessPoolExecutor# 通過dict方式執行不同的jobstores、executors和默認的參數jobstores = { 'mongo': MongoDBJobStore(), 'default': SQLAlchemyJobStore(url='sqlite:///jobs.sqlite')}executors = { 'default': ThreadPoolExecutor(20), 'processpool': ProcessPoolExecutor(5)}job_defaults = { 'coalesce': False, 'max_instances': 3}# 定義調度器scheduler = BackgroundScheduler(jobstores=jobstores, executors=executors, job_defaults=job_defaults, timezone=utc)def job_func(job_id): print('job %s is runed at %s' % (job_id, datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')))# 添加任務scheduler.add_job(job_func, trigger='interval', args=[1], id='1', name='a test job', jobstore='default', executor='processpool', seconds=10)# 啟動調度器scheduler.start()
- 操作任務：調度器可以增加，刪除，暫停，恢復和修改任務。需要注意的是這裡的操作只是對未執行的任務起作用，已經執行和正在執行的任務不受這些操作的影響。
- add_jobscheduler.add_job(job_func, trigger='interval', args=[1], id='1', name='a test job', max_instances=10, jobstore='default', executor='default', seconds=10)
- remove_job: 通過任務唯一的id，刪除的時候對應的任務存儲器裡記錄也會刪除scheduler.add_job(myfunc, 'interval', minutes=2, id='my_job_id')scheduler.remove_job('my_job_id')
- Pausing and resuming jobs：暫停和重啟任務scheduler.add_job(myfunc, 'interval', minutes=2, id='my_job_id')scheduler.pause_job('my_job_id')scheduler.resume_job('my_job_id')
- Modifying jobs：修改任務的配置job = scheduler.add_job(myfunc, 'interval', minutes=2, id='my_job_id', max_instances=10)# 修改任務的屬性job.modify(max_instances=6, name='Alternate name')# 修改任務的觸發器scheduler.reschedule_job('my_job_id', trigger='cron', minute='*/5')
- 監控任務事件類型，比較常用的類型有：
- EVENT_JOB_ERROR: 表示任務在執行過程的出現異常觸發
- EVENT_JOB_EXECUTED：任務執行成功時
- EVENT_JOB_MAX_INSTANCES：調度器上執行的任務超過配置的參數時scheduler.add_listener(job_exception_listener, EVENT_JOB_EXECUTED | EVENT_JOB_ERROR)
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