Quartz.NET这么NB的作业调度系统，不会还行？

今天介绍一下Quartz.NET的托管运行，官网传送门。

一、前言

Quartz.NET，按官网上的说法，是一款功能齐全的任务调度系统，从小型应用到大型企业级系统都能适用。在众多项目中，Quartz.NET以可靠、集群的方式，被用作在定时器上运行后台任务的一种方式。

Quartz.NET主要完成两个方面的内容：

1. 基于时间计划的后台作业；

2. 基于因时间计划的触发的任务运行。

ASP.NET Core本身对于通过托管服务运行后台任务就支持的很好。当ASP.NET启动托管服务时，应用程序启动，并在生命周期内在后台运行。通过创建Quartz.NET托管服务，可以使用标准的.Net Core托管服务，在后台运行任务。

Quartz.NET可以创建定时的任务，例如每十分钟运行一个任务。除此之外，Quartz.NET还可以通过Cron触发器，定义任务在特定的日子或特定的时间运行，例如每天凌晨两点执行一个任务。它还允许以集群的方式运行应用程序的多个实例，以便在任何时间确保只有一个实例运行给定的任务。

下面，就针对这些特性和功能，进行详细的说明。

二、安装Quartz.NET

Quartz.NET提供了NuGet包，所以安装很简单：

% dotnet add package quartz

这是个司机就知道，不详说了。

看一下安装后的.csproj文件内容：

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk.Web">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>netcoreapp3.1TargetFramework>
  PropertyGroup>
  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="quartz" Version="3.2.2" />
  ItemGroup>
Project>

三、通过IJob创建任务类

我们用个例子来说明 - 创建一个Demo的实现。它将写入ILogger<>。我们会使用Quartz.NET的接口IJob来实现，并使用依赖注入将日志注入到构造函数中。

[DisallowConcurrentExecution]
public class DemoJob : IJob
{
    private readonly ILogger _logger;
    public DemoJob(ILogger logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    public Task Execute(IJobExecutionContext context)
    {
        _logger.LogInformation("Demo !");
        return Task.CompletedTask;
    }
}

在类的前面，我用了一个DisallowConcurrentExecution属性。这个属性可以防止Quartz.NET同时运行相同的作业。

四、通过IJobFactory创建任务工厂

通常情况下，Quartz.NET会使用Activator.CreateInstance来创建作业的实例。

在我们这个例子里，我们换一种方式。使用IJobFactory实现，并与ASP.NET Core的依赖注入容器挂钩。

public class SingletonJobFactory : IJobFactory
{
    private readonly IServiceProvider _serviceProvider;
    public SingletonJobFactory(IServiceProvider serviceProvider)
    {
        _serviceProvider = serviceProvider;
    }

    public IJob NewJob(TriggerFiredBundle bundle, IScheduler scheduler)
    {
        return _serviceProvider.GetRequiredService(bundle.JobDetail.JobType) as IJob;
    }

    public void ReturnJob(IJob job)
    {
    }
}

这个IJobFactory的实现，在构造函数中引入IServiceProvider，并实现接口。

接口中，最重要的是NewJob()方法。这个方法需要返回Quartz.NET调度器请求的IJob。在我们的例子中，我们直接委托给IServiceProvider，并让DI容器找到所需的实例。

ReturnJob()方法是调度程序返回和销毁IJobFactory创建的作业的地方。不过，因为我们使用了IServiceProvider，而它没有提供这样的处理。所以，从安全的角度，应该使用单例作业。

五、配置作业

在第三节中，我们创建了一个IJob的实现。这个实现直接使用就可以。

但是，我们这儿要加点内容。我们把Quartz的托管服务做成一个通用实现，来调度任意的作业。因此，我们创建一个简单的DTO，并使用它来定义一个给定作业类型的时间器调度：

public class JobSchedule
{
    public JobSchedule(Type jobType, string cronExpression)
    {
        JobType = jobType;
        CronExpression = cronExpression;
    }

    public Type JobType { get; }
    public string CronExpression { get; }
}

在这个类中，JobType是一个作业的类型，例如本例子中的DemoJob。CronExpression是一个Cron的表达式。

Cron表达式允许复杂的计时器调度，所以可以设置规则，比如每个月的5号和20号，在早上8点到10点之间每半小时触发一次。

关于Quartz.NET的Cron表达式，可以在这儿查到。

注意：不同操作系统使用的Cron表达式有一定的区别，写表达式的时候一定要注意这一点。

然后，我们把作业添加到Startup.ConfigureServices()中：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddControllers();

    services.AddSingleton();
    services.AddSingleton();

    services.AddSingleton();
    services.AddSingleton(new JobSchedule(
        jobType: typeof(DemoJob),
        cronExpression: "0/5 * * * * ?")); // 每5秒运行一次
}

这段代码向DI添加了四个单例对象：

1. SingletonJobFactory，第四节的类，用于创建作业实例；

2. ISchedulerFactory的一个实现，是内置的StdSchedulerFactory，用于处理调度和管理作业；

3. DemoJob作业本身；

4. DemoJob的一个JobSchedule实例，该实例具有每5秒运行一次的Cron表达式。

现在，主要代码已经完成，就差Quartz托管服务了。

六、创建Quartz托管服务

QuartzHostedService是自己创建的Quartz托管服务，继承于IHostedService，用于设置Quartz调度器，并在后台启动它。

先看一下完整的代码：

public class QuartzHostedService : IHostedService
{
    private readonly ISchedulerFactory _schedulerFactory;
    private readonly IJobFactory _jobFactory;
    private readonly IEnumerable _jobSchedules;

    public QuartzHostedService(ISchedulerFactory schedulerFactory, IJobFactory jobFactory, IEnumerable jobSchedules)
    {
        _schedulerFactory = schedulerFactory;
        _jobSchedules = jobSchedules;
        _jobFactory = jobFactory;
    }

    public IScheduler Scheduler { get; set; }

    public async Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        Scheduler = await _schedulerFactory.GetScheduler(cancellationToken);
        Scheduler.JobFactory = _jobFactory; 

        foreach (var jobSchedule in _jobSchedules)
        {
            var job = CreateJob(jobSchedule);
            var trigger = CreateTrigger(jobSchedule);

            await Scheduler.ScheduleJob(job, trigger, cancellationToken);
        }

        await Scheduler.Start(cancellationToken);
    }

    public async Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        await Scheduler?.Shutdown(cancellationToken);
    }

    private ITrigger CreateTrigger(JobSchedule schedule)
    {
        return TriggerBuilder
        .Create()
        .WithIdentity($"{schedule.JobType.FullName}.trigger")
        .WithCronSchedule(schedule.CronExpression)
        .WithDescription(schedule.CronExpression)
        .Build();
    }

    private IJobDetail CreateJob(JobSchedule schedule)
    {
        var jobType = schedule.JobType;
        return JobBuilder
            .Create(jobType)
            .WithIdentity(jobType.FullName)
            .WithDescription(jobType.Name)
            .Build();
    }
}

解释一下这段代码：

这段代码中，QuartzHostedService有三个依赖项：Startup.ConfigureServices()中注入的ISchedulerFactory和IJobFactory，以及一个IEnumerable。在第五节的代码中，我们只向DI添加了一个JobSchedule，就是DemoJob。我们也可以添加多个JobSchedule，他们都会在这个IEnumerable中被注入到托管服务中。

StartAsync在应用程序启动时被调用，它是我们配置Quartz的地方。我们首先创建IScheduler的一个实例，为它分配一个属性供以后使用，并将调度程序的JobFactory设置为注入的实例：

public async Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    Scheduler = await _schedulerFactory.GetScheduler(cancellationToken);
    Scheduler.JobFactory = _jobFactory; 
    //... 
}

然后，循环注入的作业调度，并在类的最后使用CreateJob和CreateTrigger方法为每个作业创建一个IJobDetail和ITrigger。实际应用中如果有别的需要，也可以通过扩展JobSchedule DTO来定制它。

最后，在调度了所有作业之后，调用Scheduler.Start()来实际在后台启动Quartz.NET调度器。当应用程序关闭时，框架将调用StopAsync()，此时可以调用Scheduler.Shutdown()来安全地关闭调度程序进程。

全部完成后，我们启动QuartzHostedService：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    // ...
    services.AddHostedService();
}

运行程序，可以看到结果：

demo.DemoJob: Information: Demo !
info: demo.DemoJob[0]
      Demo !
demo.DemoJob: Information: Demo !
info: demo.DemoJob[0]
      Demo !
demo.DemoJob: Information: Demo !
info: demo.DemoJob[0]
      Demo !
demo.DemoJob: Information: Demo !
info: demo.DemoJob[0]
      Demo !

本文的代码，在https://github.com/humornif/Demo-Code/tree/master/0029/demo