• Python APscheduler【包】


    安装 APScheduler

    $ pip install apscheduler

    快速开始

    from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler
    
    scheduler = BlockingScheduler()
    
    @scheduler.scheduled_job('cron', hour='8-23')
    def request_update_status():
        print('Doing job')
    
    scheduler.start()

    基本概念

    APScheduler四大组件:

    • 触发器 triggers :用于设定触发任务的条件
    • 任务储存器 job stores:用于存放任务,把任务存放在内存或数据库中
    • 执行器 executors: 用于执行任务,可以设定执行模式为单线程或线程池
    • 调度器 schedulers: 把上方三个组件作为参数,通过创建调度器实例来运行

    触发器

    每一个任务都有自己的触发器,触发器用于决定任务下次运行的时间。

    任务储存器

    默认情况下,任务存放在内存中。也可以配置存放在不同类型的数据库中。如果任务存放在数据库中,那么任务的存取有一个序列化和反序列化的过程,同时修改和搜索任务的功能也是由任务储存器实现。

    注!一个任务储存器不要共享给多个调度器,否则会导致状态混乱

    执行器

    任务会被执行器放入线程池或进程池去执行,执行完毕后,执行器会通知调度器。

    调度器

    一个调度器由上方三个组件构成,一般来说,一个程序只要有一个调度器就可以了。开发者也不必直接操作任务储存器、执行器以及触发器,因为调度器提供了统一的接口,通过调度器就可以操作组件,比如任务的增删改查。


    调度器组件详解

    根据开发需求选择相应的组件,下面是不同的调度器组件:

    • BlockingScheduler 阻塞式调度器:适用于只跑调度器的程序。
    • BackgroundScheduler 后台调度器:适用于非阻塞的情况,调度器会在后台独立运行。
    • AsyncIOScheduler AsyncIO调度器,适用于应用使用AsnycIO的情况。
    • GeventScheduler Gevent调度器,适用于应用通过Gevent的情况。
    • TornadoScheduler Tornado调度器,适用于构建Tornado应用。
    • TwistedScheduler Twisted调度器,适用于构建Twisted应用。
    • QtScheduler Qt调度器,适用于构建Qt应用。

    任务储存器的选择,要看任务是否需要持久化。如果你运行的任务是无状态的,选择默认任务储存器MemoryJobStore就可以应付。但是,如果你需要在程序关闭或重启时,保存任务的状态,那么就要选择持久化的任务储存器。如果,作者推荐使用SQLAlchemyJobStore并搭配PostgreSQL作为后台数据库。这个方案可以提供强大的数据整合与保护功能。

    执行器的选择,同样要看你的实际需求。默认的ThreadPoolExecutor线程池执行器方案可以满足大部分需求。如果,你的程序是计算密集型的,那么最好用ProcessPoolExecutor进程池执行器方案来充分利用多核算力。也可以将ProcessPoolExecutor作为第二执行器,混合使用两种不同的执行器。

    配置一个任务,就要设置一个任务触发器。触发器可以设定任务运行的周期、次数和时间。APScheduler有三种内置的触发器:

    • date 日期:触发任务运行的具体日期
    • interval 间隔:触发任务运行的时间间隔
    • cron 周期:触发任务运行的周期

    一个任务也可以设定多种触发器,比如,可以设定同时满足所有触发器条件而触发,或者满足一项即触发。复合触发器,请查阅一下文档:链接

    触发器详解

    date 在指定时间点触发任务

    date 是最基本的一种调度,作业任务只会执行一次。它表示特定的时间点触发。它的参数如下:

    参数说明
    run_date (datetime 或 str) 作业的运行日期或时间
    timezone (datetime.tzinfo 或 str) 指定时区

    from datetime import date
    from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler
    
    sched = BlockingScheduler()
    
    def my_job(text):
        print(text)
    
    # 在2009年11月6日执行
    sched.add_job(my_job, 'date', run_date=date(2009, 11, 6), args=['text'])
    
    sched.start()

    其中run_date参数可以是date类型、datetime类型或文本类型。

    datetime类型(用于精确时间)

    # 在2009年11月6日 16:30:05执行
    sched.add_job(my_job, 'date', run_date=datetime(2009, 11, 6, 16, 30, 5), args=['text'])

    文本类型

    sched.add_job(my_job, 'date', run_date='2009-11-06 16:30:05', args=['text'])

    未指定时间,则会立即执行

    # 未显式指定,那么则立即执行
    sched.add_job(my_job, args=['text'])

    interval 周期触发任务

    固定时间间隔触发。interval 间隔调度,参数如下:

    参数说明
    weeks (int) 间隔几周
    days (int) 间隔几天
    hours (int) 间隔几小时
    minutes (int) 间隔几分钟
    seconds (int) 间隔多少秒
    start_date (datetime 或 str) 开始日期
    end_date (datetime 或 str) 结束日期
    timezone (datetime.tzinfo 或str) 时区
    from datetime import datetime
    from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler
    
    def job_function():
        print("Hello World")
    
    sched = BlockingScheduler()
    
    # 每2小时触发
    sched.add_job(job_function, 'interval', hours=2)
    
    sched.start()

    你可以框定周期开始时间start_date和结束时间end_date

    # 周期触发的时间范围在2010-10-10 9:30 至 2014-06-15 11:00
    sched.add_job(job_function, 'interval', hours=2, start_date='2010-10-10 09:30:00', end_date='2014-06-15 11:00:00')

    也可以通过scheduled_job()装饰器实现

    from apscheduler.scheduler import BlockingScheduler
    
    
    @sched.scheduled_job('interval', id='my_job_id', hours=2)
    def job_function():
        print("Hello World")

    jitter振动参数,给每次触发添加一个随机浮动秒数,一般适用于多服务器,避免同时运行造成服务拥堵。

    # 每小时(上下浮动120秒区间内)运行`job_function`
    sched.add_job(job_function, 'interval', hours=1, jitter=120)

    cron 强大的类crontab表达式

    参数说明
    year (int 或 str) 年,4位数字
    month (int 或 str) 月 (范围1-12)
    day (int 或 str) 日 (范围1-31
    week (int 或 str) 周 (范围1-53)
    day_of_week (int 或 str) 周内第几天或者星期几 (范围0-6 或者 mon,tue,wed,thu,fri,sat,sun)
    hour (int 或 str) 时 (范围0-23)
    minute (int 或 str) 分 (范围0-59)
    second (int 或 str) 秒 (范围0-59)
    start_date (datetime 或 str) 最早开始日期(包含)
    end_date (datetime 或 str) 最晚结束时间(包含)
    timezone (datetime.tzinfo 或str) 指定时区
    # 注意参数顺序
    class apscheduler.triggers.cron.CronTrigger(
    year=None, 
    month=None, 
    day=None, 
    week=None, 
    day_of_week=None, 
    hour=None, 
    minute=None,
    second=None, 
    start_date=None, 
    end_date=None, 
    timezone=None, 
    jitter=None)
    当省略时间参数时,在显式指定参数之前的参数会被设定为*,之后的参数会被设定为最小值,weekday_of_week的最小值为*
    比如,设定day=1, minute=20等同于设定year='*', month='*', day=1, week='*', day_of_week='*', hour='*', minute=20, second=0,即每个月的第一天,且当分钟到达20时就触发。

    表达式类型

     
    表达式参数类型描述
    * 所有 通配符。例:minutes=*即每分钟触发
    */a 所有 可被a整除的通配符。
    a-b 所有 范围a-b触发
    a-b/c 所有 范围a-b,且可被c整除时触发
    xth y 第几个星期几触发。x为第几个,y为星期几
    last x 一个月中,最后个星期几触发
    last 一个月最后一天触发
    x,y,z 所有 组合表达式,可以组合确定值或上方的表达式

    注!monthday_of_week参数分别接受的是英语缩写jandecmonsun

    from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler
    
    def job_function():
        print "Hello World"
    
    sched = BlockingScheduler()
    
    # 任务会在6月、7月、8月、11月和12月的第三个周五,00:00、01:00、02:00和03:00触发
    sched.add_job(job_function, 'cron', month='6-8,11-12', day='3rd fri', hour='0-3')
    
    sched.start()

    start_date 和 end_date 可以用来适用时间范围

    # 在2014-05-30 00:00:00前,每周一到每周五 5:30运行
    sched.add_job(job_function, 'cron', day_of_week='mon-fri', hour=5, minute=30, end_date='2014-05-30')

    通过 scheduled_job() 装饰器实现:

    @sched.scheduled_job('cron', id='my_job_id', day='last sun')
    def some_decorated_task():
        print("I am printed at 00:00:00 on the last Sunday of every month!")

    使用标准crontab表达式:

    sched.add_job(job_function, CronTrigger.from_crontab('0 0 1-15 may-aug *'))

    也可以添加jitter振动参数

    # 每小时上下浮动120秒触发
    sched.add_job(job_function, 'cron', hour='*', jitter=120)

    夏令时问题

    有些timezone时区可能会有夏令时的问题。

    这个可能导致令时切换时,任务不执行或任务执行两次。避免这个问题,可以使用UTC时间,或提前预知并规划好执行的问题。

    # 在Europe/Helsinki时区, 在三月最后一个周一就不会触发;在十月最后一个周一会触发两次
    sched.add_job(job_function, 'cron', hour=3, minute=30)

    配置调度器

    APScheduler 有多种不同的配置方法,你可以选择直接传字典或传参的方式创建调度器;也可以先实例一个调度器对象,再添加配置信息。灵活的配置方式可以满足各种应用场景的需要。

    整套的配置选项可以参考API文档BaseScheduler类。一些调度器子类可能有它们自己特有的配置选项,以及独立的任务储存器和执行器也可能有自己特有的配置选项,可以查阅API文档了解。

    下面举一个例子,创建一个使用默认任务储存器和执行器的BackgroundScheduler

    from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
    
    scheduler = BackgroundScheduler()
    
    # 因为是非阻塞的后台调度器,所以程序会继续向下执行

    这样就可以创建了一个后台调度器。这个调度器有一个名称为defaultMemoryJobStore(内存任务储存器)和一个名称是default且最大线程是10的ThreadPoolExecutor(线程池执行器)。

    假如你现在有这样的需求,两个任务储存器分别搭配两个执行器;同时,还要修改任务的默认参数;最后还要改时区。可以参考下面例子,它们是完全等价的。

    • 名称为“mongo”的MongoDBJobStore
    • 名称为“default”的SQLAlchemyJobStore
    • 名称为“ThreadPoolExecutor ”的ThreadPoolExecutor,最大线程20个
    • 名称“processpool”的ProcessPoolExecutor,最大进程5个
    • UTC时间作为调度器的时区
    • 默认为新任务关闭合并模式()
    • 设置新任务的默认最大实例数为3
    方法一:
    from pytz import utc
    
    from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
    from apscheduler.jobstores.mongodb import MongoDBJobStore
    from apscheduler.jobstores.sqlalchemy import SQLAlchemyJobStore
    from apscheduler.executors.pool import ThreadPoolExecutor, ProcessPoolExecutor
    
    
    jobstores = {
        'mongo': MongoDBJobStore(),
        'default': SQLAlchemyJobStore(url='sqlite:///jobs.sqlite')
    }
    executors = {
        'default': ThreadPoolExecutor(20),
        'processpool': ProcessPoolExecutor(5)
    }
    job_defaults = {
        'coalesce': False,
        'max_instances': 3
    }
    scheduler = BackgroundScheduler(jobstores=jobstores, executors=executors, job_defaults=job_defaults, timezone=utc)

    方法二:

    from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
    
    
    # The "apscheduler." prefix is hard coded
    scheduler = BackgroundScheduler({
        'apscheduler.jobstores.mongo': {
             'type': 'mongodb'
        },
        'apscheduler.jobstores.default': {
            'type': 'sqlalchemy',
            'url': 'sqlite:///jobs.sqlite'
        },
        'apscheduler.executors.default': {
            'class': 'apscheduler.executors.pool:ThreadPoolExecutor',
            'max_workers': '20'
        },
        'apscheduler.executors.processpool': {
            'type': 'processpool',
            'max_workers': '5'
        },
        'apscheduler.job_defaults.coalesce': 'false',
        'apscheduler.job_defaults.max_instances': '3',
        'apscheduler.timezone': 'UTC',
    })

    方法三:

    from pytz import utc
    
    from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
    from apscheduler.jobstores.sqlalchemy import SQLAlchemyJobStore
    from apscheduler.executors.pool import ProcessPoolExecutor
    
    
    jobstores = {
        'mongo': {'type': 'mongodb'},
        'default': SQLAlchemyJobStore(url='sqlite:///jobs.sqlite')
    }
    executors = {
        'default': {'type': 'threadpool', 'max_workers': 20},
        'processpool': ProcessPoolExecutor(max_workers=5)
    }
    job_defaults = {
        'coalesce': False,
        'max_instances': 3
    }
    scheduler = BackgroundScheduler()
    
    # ..这里可以添加任务
    
    scheduler.configure(jobstores=jobstores, executors=executors, job_defaults=job_defaults, timezone=utc)

    启动调度器

    启动调度器是只需调用start()即可。除了BlockingScheduler,非阻塞调度器都会立即返回,可以继续运行之后的代码,比如添加任务等。

    对于BlockingScheduler,程序则会阻塞在start()位置,所以,要运行的代码必须写在start()之前。

    注!调度器启动后,就不能修改配置了。

    添加任务

    添加任务的方法有两种:

    1. 通过调用add_job()
    2. 通过装饰器scheduled_job()

    第一种方法是最常用的;第二种方法是最方便的,但缺点就是运行时,不能修改任务。第一种add_job()方法会返回一个apscheduler.job.Job实例,这样就可以在运行时,修改或删除任务。

    任何时候你都能配置任务。但是如果调度器还没有启动,此时添加任务,那么任务就处于一个暂存的状态。只有当调度器启动时,才会开始计算下次运行时间。

    还有一点要注意,如果你的执行器或任务储存器是会序列化任务的,那么这些任务就必须符合:

    1. 回调函数必须全局可用
    2. 回调函数参数必须也是可以被序列化的

    内置任务储存器中,只有MemoryJobStore不会序列化任务;内置执行器中,只有ProcessPoolExecutor会序列化任务。

    重要提醒!
    如果在程序初始化时,是从数据库读取任务的,那么必须为每个任务定义一个明确的ID,并且使用replace_existing=True,否则每次重启程序,你都会得到一份新的任务拷贝,也就意味着任务的状态不会保存。

    建议
    如果想要立刻运行任务,可以在添加任务时省略trigger参数


    移除任务

    如果想从调度器移除一个任务,那么你就要从相应的任务储存器中移除它,这样才算移除了。有两种方式:

    1. 调用remove_job(),参数为:任务ID,任务储存器名称
    2. 在通过add_job()创建的任务实例上调用remove()方法

    第二种方式更方便,但前提必须在创建任务实例时,实例被保存在变量中。对于通过scheduled_job()创建的任务,只能选择第一种方式。

    当任务调度结束时(比如,某个任务的触发器不再产生下次运行的时间),任务就会自动移除。

    job = scheduler.add_job(myfunc, 'interval', minutes=2)
    job.remove()

    同样,通过任务的具体ID:

    scheduler.add_job(myfunc, 'interval', minutes=2, id='my_job_id')
    scheduler.remove_job('my_job_id')


    暂停和恢复任务

    通过任务实例或调度器,就能暂停和恢复任务。如果一个任务被暂停了,那么该任务的下一次运行时间就会被移除。在恢复任务前,运行次数计数也不会被统计。

    暂停任务,有以下两个方法:

    • apscheduler.job.Job.pause()
    • apscheduler.schedulers.base.BaseScheduler.pause_job()

    恢复任务,

    • apscheduler.job.Job.resume()
    • apscheduler.schedulers.base.BaseScheduler.resume_job()

    获取任务列表

    通过get_jobs()就可以获得一个可修改的任务列表。get_jobs()第二个参数可以指定任务储存器名称,那么就会获得对应任务储存器的任务列表。

    print_jobs()可以快速打印格式化的任务列表,包含触发器,下次运行时间等信息。


    修改任务

    通过apscheduler.job.Job.modify()modify_job(),你可以修改任务当中除了id的任何属性。

    比如:

    job.modify(max_instances=6, name='Alternate name')

    如果想要重新调度任务(就是改变触发器),你能通过apscheduler.job.Job.reschedule()reschedule_job()来实现。这些方法会重新创建触发器,并重新计算下次运行时间。

    比如:

    scheduler.reschedule_job('my_job_id', trigger='cron', minute='*/5')

    关闭调度器

    关闭方法如下:

    scheduler.shutdown()

    默认情况下,调度器会先把正在执行的任务处理完,再关闭任务储存器和执行器。但是,如果你就直接关闭,你可以添加参数:

    scheduler.shutdown(wait=False)

    上述方法不管有没有任务在执行,会强制关闭调度器。

    暂停、恢复任务进程

    调度器可以暂停正在执行的任务:

    scheduler.pause()

    也可以恢复任务:

    scheduler.resume()

    同时,也可以在调度器启动时,默认所有任务设为暂停状态。

    scheduler.start(paused=True)

    限制任务执行的实例并行数

    默认情况下,在同一时间,一个任务只允许一个执行中的实例在运行。比如说,一个任务是每5秒执行一次,但是这个任务在第一次执行的时候花了6秒,也就是说前一次任务还没执行完,后一次任务又触发了,由于默认一次只允许一个实例执行,所以第二次就丢失了。为了杜绝这种情况,可以在添加任务时,设置max_instances参数,为指定任务设置最大实例并行数。


    丢失任务的执行与合并

    有时,任务会由于一些问题没有被执行。最常见的情况就是,在数据库里的任务到了该执行的时间,但调度器被关闭了,那么这个任务就成了“哑弹任务”。错过执行时间后,调度器才打开了。这时,调度器会检查每个任务的misfire_grace_time参数int值,即哑弹上限,来确定是否还执行哑弹任务(这个参数可以全局设定的或者是为每个任务单独设定)。此时,一个哑弹任务,就可能会被连续执行多次。

    但这就可能导致一个问题,有些哑弹任务实际上并不需要被执行多次。coalescing合并参数就能把一个多次的哑弹任务揉成一个一次的哑弹任务。也就是说,coalescingTrue能把多个排队执行的同一个哑弹任务,变成一个,而不会触发哑弹事件。

    注!如果是由于线程池/进程池满了导致的任务延迟,执行器就会跳过执行。要避免这个问题,可以添加进程或线程数来实现或把 misfire_grace_time值调高。


    调度器事件

    调度器允许添加事件侦听器。部分事件会有特有的信息,比如当前运行次数等。add_listener(callback,mask)中,第一个参数是回调对象,mask是指定侦听事件类型,mask参数也可以是逻辑组合。回调对象会有一个参数就是触发的事件。

    具体可以查看文档中events模块,里面有关于事件类型以及事件参数的详细说明。

    def my_listener(event):
        if event.exception:
            print('The job crashed :(')
        else:
            print('The job worked :)')
    
    # 当任务执行完或任务出错时,调用my_listener
    scheduler.add_listener(my_listener, EVENT_JOB_EXECUTED | EVENT_JOB_ERROR)
    ConstantDescriptionEvent class
    EVENT_SCHEDULER_STARTED The scheduler was started SchedulerEvent
    EVENT_SCHEDULER_SHUTDOWN The scheduler was shut down SchedulerEvent
    EVENT_SCHEDULER_PAUSED Job processing in the scheduler was paused SchedulerEvent
    EVENT_SCHEDULER_RESUMED Job processing in the scheduler was resumed SchedulerEvent
    EVENT_EXECUTOR_ADDED An executor was added to the scheduler SchedulerEvent
    EVENT_EXECUTOR_REMOVED An executor was removed to the scheduler SchedulerEvent
    EVENT_JOBSTORE_ADDED A job store was added to the scheduler SchedulerEvent
    EVENT_JOBSTORE_REMOVED A job store was removed from the scheduler SchedulerEvent
    EVENT_ALL_JOBS_REMOVED All jobs were removed from either all job stores or one particular job store SchedulerEvent
    EVENT_JOB_ADDED A job was added to a job store JobEvent
    EVENT_JOB_REMOVED A job was removed from a job store JobEvent
    EVENT_JOB_MODIFIED A job was modified from outside the scheduler JobEvent
    EVENT_JOB_SUBMITTED A job was submitted to its executor to be run JobSubmissionEvent
    EVENT_JOB_MAX_INSTANCES A job being submitted to its executor was not accepted by the executor because the job has already reached its maximum concurrently executing instances JobSubmissionEvent
    EVENT_JOB_EXECUTED A job was executed successfully JobExecutionEvent
    EVENT_JOB_ERROR A job raised an exception during execution JobExecutionEvent
    EVENT_JOB_MISSED A job’s execution was missed JobExecutionEvent
    EVENT_ALL A catch-all mask that includes every event type N/A

    异常捕获

    通过logging模块,可以添加apscheduler日志至DEBUG级别,这样就能捕获异常信息。

    关于logging初始化的方式如下:

    import logging
    
    logging.basicConfig()
    logging.getLogger('apscheduler').setLevel(logging.DEBUG)

    文章参考:https://www.jianshu.com/p/4f5305e220f0

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