【Python】任务调度模块APScheduler（内含定点报时案例）__python apscheduler

APScheduler介绍

提供了基于日期、固定时间间隔以及 crontab类型的任务。还可以在程序运行过程中动态的新增任务和删除任务。在任务运行过程中，还可以把任务存储起来，下次启动运行依然保留之前的状态。另外最重要的一个特点是，因为他是基于 Python语言的库，所以是可以跨平台的，一段代码，处处运行！

四个基本对象：

触发器（triggers）：触发器就是根据你指定的触发方式，比如是按照时间间隔，还是按照 crontab触发，触发条件是什么等。每个任务都有自己的触发器。

date：指定日期执行
interval：可以指定具体间隔多少时间执行一次
cron：可以指定执行的日期策略（最强大）

任务存储器（job stores）：任务存储器是可以存储任务的地方，默认情况下任务保存在内存，也可将任务保存在各种数据库中。任务存储进去后，会进行序列化，然后也可以反序列化提取出来，继续执行。
执行器（executors）：执行器的目的是安排任务到线程池或者进程池中运行的。
调度器（schedulers）：任务调度器是属于整个调度的总指挥官。他会合理安排作业存储器、执行器、触发器进行工作，并进行添加和删除任务等。调度器通常是只有一个的。开发人员很少直接操作触发器、存储器、执行器等。因为这些都由调度器自动来实现了。

任务存储器

任务存储器的选择有两种。一是内存，也是默认的配置。二是数据库。使用内存的方式是简单高效，但是不好的是，一旦程序出现问题，重新运行的话，会把之前已经执行了的任务重新执行一遍。数据库则可以在程序崩溃后，重新运行可以从之前中断的地方恢复正常运行。有以下几种选择：

MemoryJobStore ：没有序列化，任务存储在内存中，增删改查都是在内存中完成。
SQLAlchemyJobStore ：使用 SQLAlchemy 这个 ORM 框架作为存储方式。
MongoDBJobStore ：使用 mongodb 作为存储器。
RedisJobStore ：使用 redis 作为存储器。

执行器

执行器的选择取决于应用场景。通常默认的 ThreadPoolExecutor已经在大部分情况下是可以满足我们需求的。如果我们的任务涉及到一些 CPU密集计算的操作。那么应该考虑 ProcessPoolExecutor。然后针对每种程序， apscheduler也设置了不同的 executor：

ThreadPoolExecutor ：线程池执行器。
ProcessPoolExecutor ：进程池执行器。
GeventExecutor ： Gevent 程序执行器。
TornadoExecutor ： Tornado 程序执行器。
TwistedExecutor ： Twisted 程序执行器。
AsyncIOExecutor ： asyncio 程序执行器。

调度器

BlockingScheduler ：适用于调度程序是进程中唯一运行的进程，调用 start 函数会阻塞当前线程，不能立即返回。
BackgroundScheduler ：适用于调度程序在应用程序的后台运行，调用 start 后主线程不会阻塞。
AsyncIOScheduler ：适用于使用了 asyncio 模块的应用程序。
GeventScheduler ：适用于使用 gevent 模块的应用程序。
TwistedScheduler ：适用于构建 Twisted 的应用程序。
QtScheduler ：适用于构建 Qt 的应用程序。

定时任务调度配置

这里我们用一个例子来说明。比如我想这样配置

执行器：配置 default 执行器为 ThreadPoolExecutor ，并且设置最多的线程数是30个。
存储器：配置 default 的任务存储器为 SQLAlchemyJobStore (使用 SQLite ) 。
任务配置：设置 coalesce 为 False ：设置这个目的是，比如由于某个原因导致某个任务积攒了很多次没有执行（比如有一个任务是1分钟跑一次，但是系统原因断了3分钟），如果 coalesce = True ，那么下次恢复运行的时候，会只执行一次，而如果设置 coalesce = False ，那么就不会合并，会3次全部执行。max_instances = 3 ：同一个任务同一时间最多只能有3个实例在运行。比如一个耗时10分钟的job，被指定每分钟运行1次，如果我 max_instance 值3，那么在第 4 ~ 7 分钟上，新的运行实例不会被执行，因为已经有3个实例在跑了。

BackgroundScheduler & BlockingScheduler 的区别

BackgroundScheduler

后台调度，不会阻塞主程序执行
使用场景：适用于不等待任务调度执行结束，继续往下执行主程序。

# 导入后台调度模块
from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
# 导入时间模块
import time


# job1任务
def job1():
    print('我是job1，我每3秒执行一次')


# 主程序
def main():
    while (True):
        print('我是主程序，我每1秒执行一次')
        # 休息一秒
        time.sleep(1)


# 入口函数
if __name__ == '__main__':
    # 实例一个后台调度
    scheduler = BackgroundScheduler(timezone='MST')
    # 后台调度添加一个任务，每3秒执行一次
    scheduler.add_job(job1, 'interval', id='3_second_job', seconds=3)
    # 开始执行调度
    scheduler.start()
    # 主程序
    main()

BlockingScheduler

前台调度（阻塞调度），会阻塞主程序的执行
使用场景：适用于必须等待任务调度执行结束，才往下执行主程序场景。

# 导入前台调度模块
from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler
# 导入时间模块
import time


# job1任务
def job1():
    print('我是job1，我每3秒执行一次')


# 主程序
def main():
    while (True):
        print('我是主程序，我每1秒执行一次')
        # 休息一秒
        time.sleep(1)


# 入口函数
if __name__ == '__main__':
    # 实例一个前台调度
    scheduler = BlockingScheduler(timezone='MST')
    # 前台调度添加一个任务，每3秒执行一次
    scheduler.add_job(job1, 'interval', id='3_second_job', seconds=3)
    # 开始执行调度
    scheduler.start()
    # 主程序（不会执行到这里）
    main()

APScheduler具体使用

date触发器

# 导入系统操作模块
import os
# 导入时间模块
from datetime import datetime
# 导入前台调度模块
from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler


def tell_time() -> None:
    """
    报时
    :return: None
    """
    dt = datetime.now()
    text = f'现在时间是：{dt}'
    print(text)

    # windows说话命令行Speak中为讲话内容，有单引号
    md = f'''PowerShell -Command Add-Type -AssemblyName System.Speech; $speak=New-Object System.Speech.Synthesis.SpeechSynthesizer; $speak.rate=4; $speak.Speak('{text}');'''
    os.system(md)


# 入口函数
if __name__ == '__main__':
    # 实例一个前台调度
    scheduler = BlockingScheduler(timezone='MST')

    # 指定2022年8月17日报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'date', rund_date='2022-8-17')
    # 指定2022年8月17日报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'date', run_date=datetime(2022, 8, 17))
    # 立即执行
    scheduler.add_job(tell_time, 'date')

    # 开始执行调度
    scheduler.start()

intervalc触发器

# 导入系统操作模块
import os
# 导入时间模块
from datetime import datetime
# 导入前台调度模块
from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler


def tell_time() -> None:
    """
    报时
    :return: None
    """
    dt = datetime.now()
    text = f'现在时间是：{dt}'
    print(text)

    # windows说话命令行Speak中为讲话内容，有单引号
    md = f'''PowerShell -Command Add-Type -AssemblyName System.Speech; $speak=New-Object System.Speech.Synthesis.SpeechSynthesizer; $speak.rate=4; $speak.Speak('{text}');'''
    os.system(md)


# 入口函数
if __name__ == '__main__':
    # 实例一个前台调度
    scheduler = BlockingScheduler(timezone='MST')

    # 间隔8秒报一次时，时间间隔过短如果上一个任务在执行中，会报下面一段错误（不会停止执行任务，等到下一次间隔时间再执行），意思是达到最大运行实例数
    # Execution of job "tell_time (trigger: interval[0:00:06], next run at: 2022-08-16 06:58:02 MST)" skipped: maximum number of running instances reached (1)
    scheduler.add_job(tell_time, 'interval', seconds=8)
    # 间隔8分钟报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'interval', minutes=8)
    # 间隔8小时报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'interval', hours=8)
    # 间隔15天21小时14分钟2秒报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'interval', days=16, hours=22, minutes=14, seconds=2)

    # 开始执行调度
    scheduler.start()

interval 触发器参数

表达式	描述
weeks	周
days	1-31日
hour	0 - 23 小时
minute	0 - 59 分钟
second	0 - 59 秒
start_date	起始时间，datetime 类型或者字符串类型
end_date	结束时间，datetime 类型或者字符串类型
jitter	触发的时间误差

cron触发器

# 导入系统操作模块
import os
# 导入时间模块
from datetime import datetime
# 导入前台调度模块
from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler


def tell_time() -> None:
    """
    报时
    :return: None
    """
    dt = datetime.now()
    text = f'现在时间是：{dt}'
    print(text)

    # windows说话命令行Speak中为讲话内容，有单引号
    md = f'''PowerShell -Command Add-Type -AssemblyName System.Speech; $speak=New-Object System.Speech.Synthesis.SpeechSynthesizer; $speak.rate=4; $speak.Speak('{text}');'''
    os.system(md)


# 入口函数
if __name__ == '__main__':
    # 实例一个前台调度
    scheduler = BlockingScheduler(timezone='MST')

    # 6点报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'cron', hour=21)
    # 6分报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'cron', minute=48)
    # 6秒报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'cron', second=6)
    # 6点6分6秒报时
    scheduler.add_job(tell_time, 'cron', hour=6, minute=6, second=6)
    # 在2022年1月1日-2023年1月1日间的每周一到周五的6点6分执行
    scheduler.add_job(tell_time, 'cron', day_of_week='mon-fri', hour=6, minute=6, start_date='2022-1-1',
                      end_date='2023-1-1')

    # 开始执行调度
    scheduler.start()

cron触发器参数

表达式	描述
year	4位数字的年份
month	1-12月份
day	1-31日
week	1-53周
day_of_week	一个礼拜中的第几天（ 0 - 6 或者 mon 、 tue 、 wed 、 thu 、 fri 、 sat 、 sun ）
hour	0 - 23 小时
minute	0 - 59 分钟
second	0 - 59 秒
start_date	起始时间，datetime 类型或者字符串类型
end_date	结束时间，datetime 类型或者字符串类型
timezone	时区
jitter	触发的时间误差

任务操作

添加任务：scheduler.add_job(job_obj,args,id,trigger,**trigger_kwargs)
删除任务：scheduler.remove_job(job_id,jobstore=None)
删除所有任务：remove_all_jobs(jobstore=None)
暂停任务：scheduler.pause_job(job_id,jobstore=None)
恢复任务：scheduler.resume_job(job_id,jobstore=None)
修改某个任务属性信息：scheduler.modify_job(job_id,jobstore=None,**changes)
修改单个作业的触发器并更新下次运行时间：scheduler.reschedule_job(job_id,jobstore=None,trigger=None,**trigger_args)
输出所有作业信息：scheduler.print_jobs(jobstore=None,out=sys.stdout)
获取所有job信息：scheduler.get_jobs()

# 导入系统操作模块
import os
# 导入时间模块
import sys
from datetime import datetime
# 导入后台调度模块
from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler


def tell_time() -> None:
    """
    报时
    :return: None
    """
    dt = datetime.now()
    text = f'现在时间是：{dt}'
    print(text)
    # 获取所有job信息
    jobs = scheduler.get_jobs()
    print('get_jobs', jobs)
    # 输出所有作业信息
    scheduler.print_jobs(jobstore=None, out=sys.stdout)

    # windows说话命令行Speak中为讲话内容，有单引号
    md = f'''PowerShell -Command Add-Type -AssemblyName System.Speech; $speak=New-Object System.Speech.Synthesis.SpeechSynthesizer; $speak.rate=4; $speak.Speak('{text}');'''
    os.system(md)


# 入口函数
if __name__ == '__main__':
    # 实例一个后台调度
    scheduler = BlockingScheduler(timezone='MST')

    # 添加任务
    scheduler.add_job(tell_time, 'interval', id='1_seconds', seconds=1)
    scheduler.add_job(tell_time, 'interval', id='60_seconds', seconds=60)
    scheduler.add_job(tell_time, 'date', id='2022_date', run_date=datetime(2022, 8, 18))
    scheduler.add_job(tell_time, 'cron', id='6_cron', hour=6, minute=6, second=6)

    # 删除任务
    scheduler.remove_job('1_seconds')
    # 暂停任务
    scheduler.pause_job('2022_date')
    scheduler.pause_job('6_cron')
    # 恢复任务
    scheduler.resume_job('6_cron')
    # 修改任务
    scheduler.modify_job(job_id='2022_date', jobstore=None)
    # 修改单个作业的触发器并更新下次运行时间
    result = scheduler.reschedule_job(job_id='6_cron', trigger='interval', seconds=10)

    # 开始执行调度
    scheduler.start()

总结

APScheduler是一款非常强大的作业调度框架，支持跨平台，配合cron使用非常灵活，几乎支持日常所需的任务执行调度。APScheduler也可结合多线程，用于爬虫项目，或者定时消息通知，定时邮件等，后面我也会更新一篇以APScheduler结合爬虫的每天定时天气预报通知。

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