基于Flask-APScheduler实现添加动态定时任务

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阅读目录

一、apSheduler

二、Flask-APScheduler

三、动态定时任务

四、uwsgi部署注意事项

一、apSheduler

第一部分内容限于apSheduler3.0以下版本，以上版本可移步至 FastAPI+apSheduler动态定时任务

1. 引子（Introduction）

Advanced Python Scheduler (APScheduler) 是一个轻量级但功能强大的进程内任务调度器，允许您调度函数(或任何其他python可调用文件)在您选择的时间执行。

2. 特性（Features）

1. 没有(硬)外部依赖性
2. api线程安全
3. 支持CPython、Jython、PyPy
4. 可配置的调度机制(触发器):
   1. 类似cron调度
   2. 单次运行延迟调度(如UNIX“at”命令)
   3. 基于时间间隔(以指定的时间间隔运行)
5. 支持多种存储空间
   1. RAM
   2. 基于文件的简单数据库
   3. SQLAlchem
   4. MongoDB
   5. Redis

3. 使用（Usage）

3.1 安装

• pip install apscheduler

3.2 启动调度程序

from apscheduler.scheduler import Scheduler

sched = Scheduler()
sched.start()

3.3 调度job

3.3.1 简单日期调度job

在指定时间执行一次job。这是相当于UNIX“at”命令的进程内命令

from datetime import date
from apscheduler.scheduler import Scheduler

# Start the scheduler
sched = Scheduler()
sched.start()

# Define the function that is to be executed
def my_job(text):
    print text

# The job will be executed on November 6th, 2009
exec_date = date(2009, 11, 6)

# 添加一个job
job = sched.add_date_job(my_job, exec_date, ['text'])

更具体地安排时间

from datetime import datetime

# The job will be executed on November 6th, 2009 at 16:30:05
job = sched.add_date_job(my_job, datetime(2009, 11, 6, 16, 30, 5), ['text'])

甚至可以将日期指定为字符串文本

job = sched.add_date_job(my_job, '2009-11-06 16:30:05', ['text'])

# 支持微秒级别
job = sched.add_date_job(my_job, '2009-11-06 16:30:05.720400', ['text'])

3.3.2 基于时间间隔的调度job

job的执行在给定延迟后开始，或者在start_date(如果指定)开始，start_date参数可以作为date/datetime对象或字符串文本给出。

from datetime import datetime

from apscheduler.scheduler import Scheduler

# Start the scheduler
sched = Scheduler()
sched.start()

def job_function():
    print "Hello World"

# Schedule job_function to be called every two hours
sched.add_interval_job(job_function, hours=2)

# The same as before, but start after a certain time point
sched.add_interval_job(job_function, hours=2, start_date='2010-10-10 09:30')

装饰语法

from apscheduler.scheduler import Scheduler

# Start the scheduler
sched = Scheduler()
sched.start()

# Schedule job_function to be called every two hours
@sched.interval_schedule(hours=2)
def job_function():
    print "Hello World"

如果需要取消对装饰功能的job，可以这样做

scheduler.unschedule_job(job_function.job)

3.3.3 cron调度job

与crontab表达式不同，您可以省略不需要的字段。大于最低有效明确定义字段的字段默认为，而较小的字段默认为其最小值，除了默认为。例如，如果仅指定day=1，minute=20，则作业将在每年每月的第一天以每小时20分钟的速度执行。下面的代码示例应该进一步说明这种行为。
省略字段默认为*

from apscheduler.scheduler import Scheduler

# Start the scheduler
sched = Scheduler()
sched.start()

def job_function():
    print "Hello World"

# Schedules job_function to be run on the third Friday
# of June, July, August, November and December at 00:00, 01:00, 02:00 and 03:00
sched.add_cron_job(job_function, month='6-8,11-12', day='3rd fri', hour='0-3')

# Schedule a backup to run once from Monday to Friday at 5:30 (am)
sched.add_cron_job(job_function, day_of_week='mon-fri', hour=5, minute=30)

装饰语法

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

如果需要取消对装饰功能的job，可以这样做

scheduler.unschedule_job(job_function.job)

3.3.4 使用自定义触发器调度

以上事例基于内置触发器调度job，如果需要使用自定义触发器调度需要使用add_job()方法

from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler
import datetime
  
def aps_test(x):
    print(datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'), x)    
scheduler = BlockingScheduler()
scheduler.add_job(func=aps_test, args=('定时任务',), trigger='cron', second='*/5')
scheduler.add_job(func=aps_test, args=('一次性任务',), next_run_time=datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(seconds=12))
scheduler.add_job(func=aps_test, args=('循环任务',), trigger='interval', seconds=3)

scheduler.start()

3.4 关闭调度器

sched.shutdown()

# 默认情况下，调度程序关闭其线程池，并等待直到所有当前正在执行的job完成。为了更快地退出，可以:
sched.shutdown(wait=False)

# 这仍然会关闭线程池，但不会等待任何正在运行的任务完成。此外，如果您给调度程序一个要在其他地方管理的线程池，您可能希望完全跳过线程池关闭:
sched.shutdown(shutdown_threadpool=False)

# 自动关闭调度程序的一个巧妙方法是为此使用atexit挂钩:
import atexit
sched = Scheduler(daemon=True)
atexit.register(lambda: sched.shutdown(wait=False))
# Proceed with starting the actual application

3.5 Job stores

如果没有指定stores存储位置，则将转到默认job存储 -> ramjobstore不提供持久化保存
其它存储stores:

ShelveJobStore
SQLAlchemyJobStore
MongoDBJobStore
RedisJobStore

通过配置选项或add_jobstore()方法添加作业存储。因此，以下是相等的:

config = {'apscheduler.jobstores.file.class': 'apscheduler.jobstores.shelve_store:ShelveJobStore',
      'apscheduler.jobstores.file.path': '/tmp/dbfile'}
sched = Scheduler(config)

3.6 获取调度器列表

sched.print_jobs()

二、Flask-APScheduler

1. 引子（Introduction）

• Flask-APScheduler 是Flask框架的一个扩展库，增加了Flask对apScheduler的支持

2. 特性（Features）

1. 根据Flask配置加载调度器配置
2. 根据Flask配置加载调度器job
3. 允许指定调度程序将运行的主机名
4. 提供REST API来管理调度job
5. 为REST API提供认证

3. 安装（Installation）

pip install Flask-APScheduler

4. 使用（Usage）

from apscheduler.jobstores.sqlalchemy import SQLAlchemyJobStore
from flask import Flask
from flask_apscheduler import APScheduler

class Config(object):
    # 配置执行job
    JOBS = [
        {
            'id': 'job1',
            'func': 'advanced:job1',
            'args': (1, 2),
            'trigger': 'interval',
            'seconds': 10
        }
    ]
    # 存储位置
    SCHEDULER_JOBSTORES = {
        'default': SQLAlchemyJobStore(url='sqlite://')
    }
    # 线程池配置
    SCHEDULER_EXECUTORS = {
        'default': {'type': 'threadpool', 'max_workers': 20}
    }

    SCHEDULER_JOB_DEFAULTS = {
        'coalesce': False,
        'max_instances': 3
    }
    # 调度器开关
    SCHEDULER_API_ENABLED = True


def job1(a, b):
    print(str(a) + ' ' + str(b))
    
if __name__ == '__main__':
    app = Flask(__name__)
    app.config.from_object(Config())
    
    scheduler = APScheduler()
    # 注册app
    scheduler.init_app(app)
    scheduler.start()

    app.run()    

三、动态定时任务

• Flask + flask_apscheduler实现一个类似Jenkins的定时任务的功能，前端设置crontab，后端可以创建，修改，暂停，移除，恢复一个执行任务

    文件目录
    |--app
    |----config.py      配置文件
    |----run_tasks.py   开启任务
    |----tasks.py       任务job
    |----apSheduler.py  提供接口函数
    |----extensions.py  flask扩展
    |----__init__.py    初始化文件
    |----views.py       业务代码
    |--manage.py        项目启动文件
    

1. config.py配置flask_apscheduler

class Config(object):
    # 开关
    SCHEDULER_API_ENABLED = True
    # 持久化配置
    SCHEDULER_JOBSTORES = {
            'default': SQLAlchemyJobStore(url='sqlite:///flask_context.db')
        }
    SCHEDULER_EXECUTORS = {
        'default': {'type': 'threadpool', 'max_workers': 20}
    }

2. init.py创建app

from app.config import Config
from app.extensions import scheduler

# 创建app
def create_app(config=None, app_name=None, blueprints=None):
    app = Flask(app_name, static_folder='thanos/static',
        template_folder='thanos/resource/report')
    # 导入flask配置 -> 这里根据自己的项目导入配置就好哇
    # config = Config.get_config_from_host(app.name)
    app.config.from_object(config)
    # 初始化调度器配置    
    configure_scheduler(app)
        
def configure_scheduler(app):
    """Configure Scheduler"""
    scheduler.init_app(app)
    scheduler.start()
    # 加载任务，选择了第一次请求flask后端时加载，可以选择别的方式...
    @app.before_first_request   
    def load_tasks():
        # 开启任务
        from app import run_tasks

3. extensions.py实例化scheduler

from flask_apscheduler import APScheduler
scheduler = APScheduler()    

4. apSheduler.py提供调度器接口

"""此文件可以根据具体业务复杂化选择写或者直接调用原apscheduler接口"""
from flask import current_app
# from .extensions import scheduler  直接导入单例对象操作也行

class APScheduler(object):
"""调度器控制方法""" 
    def add_job(self, jobid, func, args, **kwargs):
        """
        添加任务
        :param args:  元祖 -> （1，2）
        :param jobstore:  存储位置
        :param trigger:
                        data ->  run_date   datetime表达式
                        cron ->  second/minute/day_of_week
                        interval ->  seconds 延迟时间
                        next_run_time ->  datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(seconds=12))
        :return:
        """
        job_def = dict(kwargs)
        job_def['id'] = jobid
        job_def['func'] = func
        job_def['args'] = args
        job_def = self.fix_job_def(job_def)
        self.remove_job(jobid)  # 删除原job
        current_app.apscheduler.scheduler.add_job(**job_def)

    def remove_job(self, jobid, jobstore=None):
        """删除任务"""
        current_app.apscheduler.remove_job(jobid, jobstore=jobstore)

    def resume_job(self, jobid, jobstore=None):
        """恢复任务"""
        current_app.apscheduler.resume_job(jobid, jobstore=jobstore)

    def pause_job(self, jobid, jobstore=None):
        """恢复任务"""
        current_app.apscheduler.pause_job(jobid, jobstore=jobstore)

    def fix_job_def(self, job_def):
        """维修job工程"""
        if job_def.get('trigger') == 'date':
            job_def['run_date'] = job_def.get('run_date') or None
        elif job_def.get('trigger') == 'cron':
            job_def['hour'] = job_def.get('hour') or "*"
            job_def['minute'] = job_def.get('minute') or "*"
            job_def['week'] = job_def.get('week') or "*"
            job_def['day'] = job_def.get('day') or "*"
            job_def['month'] = job_def.get('month') or "*"
        elif job_def.get('trigger') == 'interval':
            job_def['seconds'] = job_def.get('seconds') or "*"
        else:
            if job_def.get("andTri"):
                job_def['trigger'] = AndTrigger([job_def.pop("andTri", None), ])
            # job_def['next_run_time'] = job_def.get('next_run_time') or None
        return job_def 

5. views.py 实现调度器接口

from app.apSheduler import APScheduler

# croniter库解析Linux cron格式的计划

# 以添加为例子 暂停 删除 恢复可以根据业务场景自己写接口
def add_crontab_task(self, params):
    """添加一个crontab任务"""
    try:
        self.crontab = params.get("crontab")
        self.id = params.get("id")
        self.task_id = params.get("task_id")
    except Exception as e:
        return False, str(e)
    # 记录数据库
    res = addSql()
    # 更新任务信息
    APScheduler().add_job(jobid=self.id, func=task_func,
                          args=(self.task_id,), andTri=CronTrigger.from_crontab(self.crontab))
    if res is False:
        return False, "数据库操作异常"
    return True, croniter(self.crontab, datetime.now()).get_next(datetime)

def get_next_execute_time(self, params):
    """获取下一次执行时间"""
    try:
        self.crontab = params.get("crontab")
    except Exception as e:
        return False, str(e)
    return True, str(croniter(self.crontab, datetime.now()).get_next(datetime))

6. tasks.py 任务job

def task_func(task_id):
    """业务逻辑"""
    # 发邮件、写诗、画画 -> 爱干啥干啥

7. run_tasks.py 开启任务调度大门

from .task import task_func
from apscheduler.triggers.cron import CronTrigger  # 可以很友好的支持添加一个crontab表达式

def run_task():
    # 查询数据库的crontab信息 -> 定时任务信息
    res = fetall("select * from crontab_table")
    # 遍历添加任务
    shche = APScheduler()
    for rs in res:
        shche.add_job(jobid=rs.get(id), func=task_func,
                  args=(rs.get(task_id)), andTri=CronTrigger.from_crontab(rs.get(crontab)))

# 最重要的       
run_task()   # 这样当__init__.py创建app时加载这个文件，就会执行添加历史任务啦！

8. manage.py 启动项目

from app import create_app
app = create_app()
app.run()

四、uwsgi部署注意事项

1. 常见问题及解决方案

1.1 线上部署uWSGI+APScheduler执行定时任务卡死

1.1.1问题分析：

APScheduler运行环境需要为多线程，uwsgi默认是one thread ，one process，需要在配置文件里面加上一条 enable-thread = true，也就是允许程序内部启动多线程。

1.1.2解决方案：

# uwsgi.ini文件追加以下配置
enable-threads = true
preload=True  #用--preload启动uWSGI，确保scheduler只在loader的时候创建一次
lazy-apps=true

1.2 定时任务多次执行的问题

1.2.1问题分析：

1.本地原因，错过了上次执行时间，下次会多次执行
2.线上部署的，如uWSGI部署，配置了processes>1导致加载了多此apscheduler(apscheduler当前没有任何进程间同步和信令方案)

1.2.3解决方案：

1. 本地多次执行可以在Flask启动方法中加use_reloader=False

app.run(host="0.0.0.0", port=8888, use_reloader=False)

2.线上linux可以借鉴下面的方法，网上借鉴的
在__init__.py文件中修改中configure_scheduler()，用全局锁确保scheduler只运行一次, 代码如下：

import atexit
import fcntl  # 只能用于linux
from .extensions import scheduler

def configure_scheduler(app):
    """Configure Scheduler"""
    f = open("scheduler.lock", "wb")
    try:
        fcntl.flock(f, fcntl.LOCK_EX | fcntl.LOCK_NB)
        scheduler.init_app(app)
        scheduler.start()
        # 加载任务
        @app.before_first_request
        def load_tasks():
            from thanos import run_tasks
    except:
        pass
    def unlock():
        fcntl.flock(f, fcntl.LOCK_UN)
        f.close()
    atexit.register(unlock)

init函数为flask项目初始化所调用，这里为scheduler模块的初始化部分。首先打开（或创建）一个scheduler.lock文件，并加上非阻塞互斥锁。成功后创建scheduler并启动。如果加文件锁失败，说明scheduler已经创建，就略过创建scheduler的部分。
最后注册一个退出事件，如果这个flask项目退出，则解锁并关闭scheduler.lock文件的锁。

3.官网推荐rpyc/grpc解决
可以查看 FastAPI+apSheduler动态定时任务