cron表达式的双重人格：星期和数字到底如何对应？

写在前面

cron在希腊语中是时间的意思，而cron表达式（cron expression）则是遵循特定规则，用于描述定时设置的字符串，常用于执行定时任务。本文总结了不同环境（如平台、库等）下，cron expression在用数字表示星期上的区别，并进行实际验证。目的是消除疑惑，还原真相，以免读者在开发中“踩坑”。本文不详述cron含义及cron expression规范，有兴趣的读者请参考[1]，[2]，[3]和[4]。想直奔结论的读者请直接跳至结论。同时，建议您阅读建议小节。

正文

现象

在下刚接触cron expression，发现对于cron expression中如何用数字表示星期，网上流传着两个不同版本。版本1：1-6分别表示星期一-星期六，而0和7都可以表示星期日，如[2]；版本2：1表示星期日，2表示星期一，……，7表示星期六，如[3]和[4]。

结论

到底哪个对呢？经验证，都对。于是，得出结论如下：

cron expression是“人格分裂者”：

• 正常人格（版本1）：1-6分别表示星期一-星期六，而0和7都可以表示星期日。存在于：类Unix系统中的定时任务管理服务cron，Golang的定时任务库cron，Spring-Task等。
• 别扭人格（版本2）：1-7分别表示星期日-星期六，即除1表示星期日外，其余都是数字n表示星期n-1。存在于：Quartz、Oracle Role Manager等。

验证

【必读】

1. 本文对Ubuntu下cron服务，Golang的cron库，Spring-Task，以及Quartz进行了验证，其中，Ubuntu版本为20.04 LTS，cron库版本为3.0.1，Spring版本为5.2.7，Quartz版本为2.3.0。
2. 验证2、3、4所需材料（包括源码、库、配置文件、编译运行脚本等，以下简称“验证材料”）已上传到这里（提取码: 4pkz），有兴趣的读者下载即可一键运行，只要您已安装并正确配置Java和Golang，并保证网络畅通（Golang的cron库需要在线下载）。您无需准备Spring库和Quartz库，它们已包含于在下为您准备的验证材料中。您还需要根据您执行代码的时间修改代码中的cron expression。
3. 本文不会讨论各代码段的技术细节，给出代码仅仅是为了验证本文结论。
4. Oracle Role Manager不知如何验证，暂不验证。这里恳请知道的读者不吝赐教。

验证1 Ubuntu下cron服务

注意，截图中涉及私人信息的部分已码掉。验证1的操作可参考这里，这里和这里。

step1 准备工作如下图：

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step2 如上图最后一步所示，使用 crontab -e 命令打开配置文件编辑窗口，添加 * * * * 4 date >> /tmp/test_cron.txt 一行，意思是每逢星期四，就以每隔1分钟的频率将 date 命令执行结果以追加方式写入 /tmp/test_cron.txt 。如下图：

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step3 结果如下：

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验证2 Golang的cron库

代码如下：

 1 package main
 2
 3 import (
 4 	"fmt"
 5 	"github.com/robfig/cron/v3"
 6 	"time"
 7 )
 8
 9 func main() {
10 	// 开启秒字段支持
11 	c := cron.New(cron.WithSeconds())
12 	// 含义是: 每逢周二，就每秒执行一次
13 	_, _ = c.AddFunc("0/1 * * * * 2", func() {
14 		fmt.Println(time.Now().Format(time.ANSIC))
15 	})
16 	// 启动
17 	c.Start()
18 	// 防止程序直接退出
19 	time.Sleep(time.Second * 3)
20 }

test.go

结果如下：

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验证3 Spring-Task

Spring实现定时任务有两种方式，xml方式和注解方式，下面给出注解方式代码，xml实现包含于验证材料中。共分为三个文件：

 1 import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
 2 import java.util.Date;
 3
 4 public class MyTask  //定义要执行的任务（函数）
 5 {
 6     //含有cron expression的注解，因为是周一进行的实验，所以条件改为“每逢周一，就每秒执行一次”
 7     @Scheduled(cron = "0/1 * * ? * 1")
 8     public void show()
 9     {
10         System.out.printf("%tc%n",new Date());
11     }
12 }

MyTask.java

注意，上面的cron expression中，'?'不能改为'*'。'?'意味着“忽略，不考虑该维度”；'*'意味着“任意，所有”。如果将'?'改为'*'，Spring会认为发生了“每天”和“每周一”的冲突。

下面的代码大体上相当于配置文件，没仔细研究过。

 1 import java.util.concurrent.Executor;
 2 import java.util.concurrent.Executors;
 3 import org.springframework.context.annotation.Bean;
 4 import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 5 import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;
 6 import org.springframework.scheduling.annotation.SchedulingConfigurer;
 7 import org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar;
 8
 9 @Configuration
10 @EnableScheduling
11 public class Config implements SchedulingConfigurer
12 {
13
14     @Bean
15     public MyTask bean()
16     {
17         return new MyTask();
18     }
19
20     @Override
21     public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar)
22     {
23         taskRegistrar.setScheduler(taskExecutor());
24     }
25
26     @Bean(destroyMethod="shutdown")
27     public Executor taskExecutor()
28     {
29         return Executors.newScheduledThreadPool(2);
30     }
31 }

Config.java

最后是测试文件：

 1 import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
 2 import org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext;
 3
 4 public class Test
 5 {
 6     public static void main(String[] args)
 7     {
 8         AbstractApplicationContext  context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
 9         try
10         {
11             Thread.sleep(3000);
12         }
13         catch (InterruptedException e)
14         {
15             e.printStackTrace();
16         }
17         System.exit(0);
18     }
19 }

Test.java

结果如下：

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验证4 Quartz

代码如下，分两个文件：

首先，编写定时任务：

 1 import org.quartz.Job;
 2 import org.quartz.JobExecutionContext;
 3 import org.quartz.JobExecutionException;
 4 import java.util.Date;
 5
 6 public class MyJob implements Job
 7 {
 8     public void execute(final JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException
 9     {
10         System.out.printf("%tc%n",new Date());
11     }
12 }

MyJob.java

其次，调用定时任务：

 1 import static org.quartz.JobBuilder.newJob;
 2 import static org.quartz.SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule;
 3 import static org.quartz.TriggerBuilder.newTrigger;
 4 import static org.quartz.TriggerBuilder.*;
 5 import static org.quartz.CronScheduleBuilder.*;
 6 import static org.quartz.DateBuilder.*;
 7 import org.quartz.JobDetail;
 8 import org.quartz.Scheduler;
 9 import org.quartz.SchedulerException;
10 import org.quartz.Trigger;
11 import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
12
13 public class Test
14 {
15     public static void main(String[] args)
16     {
17         try {
18             Scheduler scheduler = StdSchedulerFactory.getDefaultScheduler();
19
20             JobDetail job = newJob(MyJob.class) .withIdentity("job1", "group1") .build();
21
22             Trigger trigger = newTrigger()
23                     .withIdentity("trigger1", "group1")
24                     .startNow()
25                     .withSchedule(
26                         //注意与上面各cron expression不同，这里用2表示星期一
27                         cronSchedule("0/1 * * ? * 2")
28                     ).build();
29
30             scheduler.scheduleJob(job, trigger);
31
32             scheduler.start();
33
34             Thread.sleep(3000);
35
36             scheduler.shutdown();
37         }
38         catch (SchedulerException e)
39         {
40             e.printStackTrace();
41         }
42         catch (InterruptedException e)
43         {
44             e.printStackTrace();
45         }
46     }
47 }

Test.java

结果如下：

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总结：通过实验，发现除Quartz采用版本2外，其余环境均采用版本1。

建议

事实上，不同定时库采用的cron expression都是在最早的Unix cron中的cron expression上加入自己的小改动、小扩展形成的，因此彼此很可能会大同小异，所以给出以下建议：

1. 在使用具体的库时最好仔细阅读相应的官方文档。
2. 使用星期的英文缩写（如SUN，MON等，一般不区分大小写）代替数字来表示星期，这样既直观又能避免不同环境下数字表示星期的坑。

参考

[1] cron：维基百科中文。
[2] cron & cron expression：维基百科英文
[3] Quartz中的cron expression。
[4] Oracle中的cron expression。

写在后面

遗憾的是，国内许多博客（如这里和这里）都直接采用版本2来介绍，却不指明是在什么样的环境中，这很容易让初学者（比如在下）以为世界上的cron expression只有一种，或者让先学过版本1的人（比如在下）产生深深的疑惑。所以，在下特地写文澄清。不为显摆，实在是不想再有人产生像在下之前那样的困惑。

另外还需说明的一点是，两个版本的cron expression还有其它一些区别，如版本2支持更多的特殊字符（如L、W、#等），且不允许在表示日和星期的位置上同时设置'*'。

由衷感谢本文中所有引文的作者。

本文验证材料可从这里获取，提取码: 4pkz，如链接失效，请您在评论区留言或私信，在下会及时更新。

由于在下才疏学浅，错误疏漏之处在所难免，欢迎读者批评指正，您的批评是在下前进的不竭动力。