定时任务
定时任务是软件开发中经常遇到的问题。
简单的定时任务只需要在固定时间触发它的执行就可以了。
但是对于复杂的定时任务，可能是由多个任务组成一个任务组，它们之间存在依赖关系，一个任务执行的条件，必须是它的前置任务已经执行成功（或者没有前置任务），它才可以执行。
例如下面这幅图：
图中任务的依赖关系为：
任务1：依赖2，5
任务2：依赖3，4
任务3：无依赖
任务4：无依赖
任务5：无依赖
任务6：依赖2
这个任务关系图其实就是“有向无环图”（简称DAG）这种数据结构。
图是由一系列顶点和连接顶点的边组成的数据结构。它分为有向图和无向图。
有向图的边是有方向的，即A->B这条边和B->A是两条不同的边，而无向图中，A->B和B->A是共用一条边的。基于这种数据结构，我们可以用图的顶点表示一个任务，而图的边表示任务之间的依赖关系，就可以基于有向无环图来实现任务调度。
本文基于有向无环图实现了一个简单的任务调度系统的demo。
代码实现
定义接口
public interface Executor {
boolean execute();
}
这个接口代表一个可执行的任务，execute代表任务的执行。
定义一个Executor接口的实现Task
public class Task implements Executor{
private Long id;
private String name;
private int state;
public Task(Long id, String name, int state) {
this.id = id;
this.name = name;
this.state = state;
}
public boolean execute() {
System.out.println("Task id: [" + id + "], " + "task name: [" + name +"] is running");
state = 1;
return true;
}
public boolean hasExecuted() {
return state == 1;
}
}
id：任务id
name：任务名
state：任务状态，简化为0：未执行，1：已执行
hasExecuted：返回任务是否已执行
任务图
public class Digraph {
private Set<Task> tasks;
private Map<Task, Set<Task>> map;
public Digraph() {
this.tasks = new HashSet<Task>();
this.map = new HashMap<Task, Set<Task>>();
}
public void addEdge(Task task, Task prev) {
if (!tasks.contains(task) || !tasks.contains(prev)) {
throw new IllegalArgumentException();
}
Set<Task> prevs = map.get(task);
if (prevs == null) {
prevs = new HashSet<Task>();
map.put(task, prevs);
}
if (prevs.contains(prev)) {
throw new IllegalArgumentException();
}
prevs.add(prev);
}
public void addTask(Task task) {
if (tasks.contains(task)) {
throw new IllegalArgumentException();
}
tasks.add(task);
}
public void remove(Task task) {
if (!tasks.contains(task)) {
return;
}
if (map.containsKey(task)) {
map.remove(task);
}
for (Set<Task> set : map.values()) {
if (set.contains(task)) {
set.remove(task);
}
}
}
public Set<Task> getTasks() {
return tasks;
}
public void setTasks(Set<Task> tasks) {
this.tasks = tasks;
}
public Map<Task, Set<Task>> getMap() {
return map;
}
public void setMap(Map<Task, Set<Task>> map) {
this.map = map;
}
}
这个类使用了邻接表来表示有向无环图。
tasks是顶点集合，也就是任务集合。
map是任务依赖关系集合。key是一个任务，value是它的前置任务集合。
一个任务执行的前提是它在map中没有以它作为key的entry，或者是它的前置任务集合中的任务都是已执行的状态。
调度器
public class Scheduler {
public void schedule(Digraph digraph) {
while (true) {
List<Task> todo = new ArrayList<Task>();
for (Task task : digraph.getTasks()) {
if (!task.hasExecuted()) {
Set<Task> prevs = digraph.getMap().get(task);
if (prevs != null && !prevs.isEmpty()) {
boolean toAdd = true;
for (Task task1 : prevs) {
if (!task1.hasExecuted()) {
toAdd = false;
break;
}
}
if (toAdd) {
todo.add(task);
}
} else {
todo.add(task);
}
}
}
if (!todo.isEmpty()) {
for (Task task : todo) {
if (!task.execute()) {
throw new RuntimeException();
}
}
} else {
break;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Digraph digraph = new Digraph();
Task task1 = new Task(1L, "task1", 0);
Task task2 = new Task(2L, "task2", 0);
Task task3 = new Task(3L, "task3", 0);
Task task4 = new Task(4L, "task4", 0);
Task task5 = new Task(5L, "task5", 0);
Task task6 = new Task(6L, "task6", 0);
digraph.addTask(task1);
digraph.addTask(task2);
digraph.addTask(task3);
digraph.addTask(task4);
digraph.addTask(task5);
digraph.addTask(task6);
digraph.addEdge(task1, task2);
digraph.addEdge(task1, task5);
digraph.addEdge(task6, task2);
digraph.addEdge(task2, task3);
digraph.addEdge(task2, task4);
Scheduler scheduler = new Scheduler();
scheduler.schedule(digraph);
}
}
调度器的实现比较简单，就是遍历任务集合，找出待执行的任务集合，放到一个List中，再串行执行（若考虑性能，可优化为并行执行）。
若List为空，说明所有任务都已执行，则这一次任务调度结束。
