APScheduler - Advanced Python Scheduler

简介

APScheduler：强大的任务调度工具，可以完成定时任务，周期任务等，它是跨平台的，用于取代Linux下的cron daemon或者Windows下的task scheduler。

内置三种调度调度系统：

Cron风格
间隔性执行
仅在某个时间执行一次

作业存储的backends支持：

Memory
SQLAlchemy (any RDBMS supported by SQLAlchemy works)
MongoDB
Redis
RethinkDB
ZooKeeper

基本概念：4个组件
triggers: 描述一个任务何时被触发，有按日期、按时间间隔、按cronjob描述式三种触发方式
job stores: 任务持久化仓库，默认保存任务在内存中，也可将任务保存都各种数据库中，任务中的数据序列化后保存到持久化数据库，从数据库加载后又反序列化。
executors: 执行任务模块，当任务完成时executors通知schedulers，schedulers收到后会发出一个适当的事件
schedulers: 任务调度器，控制器角色，通过它配置job stores和executors，添加、修改和删除任务。

插件机制: 供用户自由选择scheduler, job store(s), executor(s) and trigger(s)

scheduler

scheduler的主循环（main_loop），其实就是反复检查是不是有到时需要执行的任务，完成一次检查的函数是_process_jobs, 这个函数做这么几件事：

询问自己的每一个jobstore，有没有到期需要执行的任务（jobstore.get_due_jobs()）
如果有，计算这些job中每个job需要运行的时间点（run_times = job._get_run_times(now)）如果run_times有多个，这种情况我们上面讨论过，有coalesce检查
提交给executor排期运行（executor.submit_job(job, run_times)）
那么在这个_process_jobs的逻辑，什么时候调用合适呢？如果不间断地调用，而实际上没有要执行的job，是一种浪费。每次掉用_process_jobs后，其实可以预先判断一下，下一次要执行的job（离现在最近的）还要多长时间，作为返回值告诉main_loop, 这时主循环就可以去睡一觉，等大约这么长时间后再唤醒，执行下一次_process_jobs。这里唤醒的机制就会有IO模型的区别了

scheduler由于IO模型的不同，可以有多种实现，内置scheduler供选：

BlockingScheduler: scheduler在当前进程的主线程中运行，所以调用start函数会阻塞当前线程，不能立即返回。
BackgroundScheduler: 放到后台线程中运行，所以调用start后主线程不会阻塞
AsyncIOScheduler: 使用asyncio模块
GeventScheduler: 使用gevent作为IO模型，和GeventExecutor配合使用
TornadoScheduler: 配合TwistedExecutor，用reactor.callLater完成定时唤醒
TwistedScheduler: 使用tornado的IO模型，用ioloop.add_timeout完成定时唤醒
QtScheduler: 使用QTimer完成定时唤醒

jobstore

jobstore提供给scheduler一个序列化jobs的统一抽象，提供对scheduler中job的增删改查接口，根据存储backend的不同，分以下几种
内置job stores供选：

MemoryJobStore：没有序列化，jobs就存在内存里，增删改查也都是在内存中操作
SQLAlchemyJobStore：所有sqlalchemy支持的数据库都可以做为backend，增删改查操作转化为对应backend的sql语句
MongoDBJobStore：用mongodb作backend
RedisJobStore: 用redis作backend

除了MemoryJobStore外，其他几种都使用pickle做序列化工具，所以这里要指出一点，如果你不是在用内存做jobstore，那么必须确保你提供给job的可执行函数必须是可以被全局访问的，也就是可以通过ref_to_obj反查出来的，否则无法序列化。
使用数据库做jobstore，就会发现，其实创建了一张有三个域的的jobs表，分别是****id, next_run_time, job_state，其中job_state是job对象pickle序列化后的二进制**，而id和next_run_time则是支持job的两类查询（按id和按最近运行时间）

executor

aps把任务最终的执行机制也抽象了出来，可以根据IO模型选配，不需要讲太多，最常用的是threadpool和processpoll两种（来自concurrent.futures的线程/进程池）。

不同类型的executor实现自己的_do_submit_job，完成一次实际的任务实例执行。以线程/进程池实现为例
内置executors供选：

ProcessPoolExecutor: 多进程，可指定进程数，当工作负载为CPU密集型操作时可以考虑使用它来利用多核CPU
ThreadPoolExecutor: 多线程，可指定线程数，默认，可以满足大多数用途
AsyncIOExecutor
DebugExecutor
GeventExecutor
ProcessPoolExecutor
ThreadPoolExecutor
TwistedExecutor

trigger

trigger是抽象出了“一个job是何时被触发”这个策略，每种trigger实现自己的get_next_fire_time函数
aps提供的trigger包括：

date：一次性指定日期
interval：在某个时间范围内间隔多长时间执行一次
cron：和unix crontab格式兼容，最为强大

默认配置: 使用MemoryJobStore和ThreadPoolExecutor
优点：插件化思想和抽象出接口，策略与不同实现机制分离

User guide

配置scheduler
官网提供了等价的三种方法，第一种比较简洁明了。

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)

from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler

# 使用默认配置，即MemoryJobStore和ThreadPoolExecutor(10)

scheduler = BackgroundScheduler()

启动调度器
调用调度器的start()方法

添加任务
两种方式：

调用调度器的add_job()
使用调度器的scheduled_job()装饰器: 很简洁，推荐这种。

其他的不常用操作如移除任务、暂停和恢复任务、获取调度了的任务列表、修改任务、关停调度器、暂停/恢复任务处理等见文档：http://apscheduler.readthedocs.io/en/latest/userguide.html

限制并发执行的任务实例数量
默认同一时刻只能有一个实例运行，通过max_instances=3修改为3个。

错过执行的任务与合并
misfire_grace_time：如果一个job本来14:00有一次执行，但是由于某种原因没有被调度上，现在14:01了，这个14:00的运行实例被提交时，会检查它预订运行的时间和当下时间的差值（这里是1分钟），大于我们设置的30秒限制，那么这个运行实例不会被执行。
合并：最常见的情形是scheduler被shutdown后重启，某个任务会积攒了好几次没执行如5次，下次这个job被submit给executor时，执行5次。将coalesce=True后，只会执行一次

Scheduler 事件
监听Scheduler发出的事件并作出处理，如任务执行完、任务出错等

def my_listener(event):

    if event.exception:

        print('The job crashed :(') # or logger.fatal('The job crashed :(')

    else:

        print('The job worked :)')

scheduler.add_listener(my_listener, EVENT_JOB_EXECUTED | EVENT_JOB_ERROR)

参考资料：
http://www.cnblogs.com/quijote/p/4385774.html