Java解析cron表达式

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java解析cron表达式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。


概述

Cron表达式是一个字符串,以5或6个空格隔开,分为6或7个域,每一个域代表一个含义,即两种语法格式:

  1. Seconds Minutes Hours DayofMonth Month DayofWeek Year,即:秒 分 时 天 月 星期 年份
  2. Seconds Minutes Hours DayofMonth Month DayofWeek

一般情况下,第七个字符Year可省略不写。

除此以外,也有五段表达式的,如crontab,没有秒的概念。绝大多数情况下,都是6个字符,本文讨论的也是6个字符。

知识点:

  1. 每个字符都允许设置​​, - * /​​四个特殊字符;
  2. 每个元素可以是一个值(如6),连续区间(​​9-12​​​),间隔时间(​​8-18/4​​​)(​​/​​​表示每隔4个单位),列表(​​1,3,5​​​),​​*​​通配符;
  3. 日期,即第4位还支持​​? L W C​​四个特殊字符;
  4. 星期,即第6位还支持​​? L C #​​​四个特殊字符,可用3位大写英文字母表示(不常用),即​​1==SUN​​,另外1表示周日;
  5. L:last,表示最后,只能出现在第4和6个字符位。如果在DayofWeek域使用5L,意味着在最后的一个星期四触发;
  6. W:表示有效工作日(周一到周五),只能出现在第4位,系统将在离指定日期的最近的有效工作日触发事件。例如:在第4位使用5W,如果5日是星期六,则将在最近的工作日:星期五,即4日触发。如果5日是星期天,则在6日(周一)触发;如果5日在星期一到星期五中的一天,则就在5日触发。W的最近寻找不会跨过月份;
  7. LW:两个字符连用,表示在某个月最后一个工作日,即最后一个星期五;
  8. ​#​​​:用于确定每个月第几个星期几,只能出现在第6位。如​​4#2​​表示某月的第二个星期三;
  9. 星期和日字段(第4和6位互斥)有冲突,必须指定一个,两者不能同时指定;​​*​​​指任意一天算指定,​​?​​​不算指定;不能两者都是​​*​​;结论:这两个符号有且只能有一个必是问号?

调研

在线工具

很多,因为cron表达式有各种不同的类型,不同类型直接还是有一些细微的差别。
​https://www.bejson.com/othertools/cron/​

spring scheduling

在spring-context artifact的springframework.scheduling包下面,CronSequenceGenerator

quartz

org.quartz.CronExpression

cron-utils

官网:http://cron-parser.com/
​GitHub​​​​ https://awesomeopensource.com/project/jmrozanec/cron-utils​​ https://www.openhub.net/p/cron-utils

maven

<dependency>
<groupId>com.cronutils</groupId>
<artifactId>cron-utils</artifactId>
<version>9.1.5</version>
</dependency>

cron-parser

​GitHub​​​​ https://suhasjavablog.wordpress.com/2014/04/01/how-to-generate-a-cron-expression-from-a-date-object/​

实践

校验cron表达式合法性

参考下面​​checkValid​​方法。

构建cron表达式

如下图所示一个实际需求,需实现定时调度,其中周几、小时、分钟可配置化:

Java解析cron表达式_cron表达式


对应到cron表达式里面,也就是第2、3、6位字符需要支持可配置化。

基于cron-utils写的一个工具类;

import com.cronutils.model.CronType;
import com.cronutils.model.definition.CronDefinition;
import com.cronutils.model.definition.CronDefinitionBuilder;
import com.cronutils.parser.CronParser;
import com.google.common.collect.Lists;
import lombok.Data;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

@Component
public class CronUtil

private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(CronUtil.class);

private static final String QUESTION = "?";

private static final String ASTERISK = "*";

private static final String COMMA = ",";

/**
* 替换 分钟、小时、日期、星期
*/
private static final String ORIGINAL_CRON = "0 %s %s %s * %s";

/**
* 检查cron表达式的合法性
*
* @param cron cron exp
* @return true if valid
*/
public boolean checkValid(String cron)
try
// SPRING应该是使用最广泛的类型,但假若任务调度依赖于xxl-job平台,则需要调整为CronType.QUARTZ
CronDefinition cronDefinition = CronDefinitionBuilder.instanceDefinitionFor(CronType.SPRING);
CronParser parser = new CronParser(cronDefinition);
parser.parse(cron);
catch (IllegalArgumentException e)
LOGGER.error(String.format("cron=%s not valid", cron));
return false;

return true;


public String buildCron(List<Integer> minutes, List<Integer> hours, List<Integer> weekdays)
String minute;
if (minutes.equals(this.getInitMinutes()))
minute = ASTERISK;
else
minute = StringUtils.join(minutes, COMMA);

String hour;
if (hours.equals(this.getInitHours()))
hour = ASTERISK;
else
hour = StringUtils.join(hours, COMMA);

String weekday;
if (weekdays.equals(this.getInitWeekdays()))
weekday = QUESTION;
else
weekday = StringUtils.join(weekdays, COMMA);

// 重点:星期和日字段冲突,判断周日的前端输入
if (weekday.equals(QUESTION))
return String.format(ORIGINAL_CRON, minute, hour, ASTERISK, weekday);
else
return String.format(ORIGINAL_CRON, minute, hour, QUESTION, weekday);



/**
* 解析db cron expression展示到前端
*
* @param cron cron
* @return minutes/hours/weekdays
*/
public CustomCronField parseCon(String cron)
if (!this.checkValid(cron))
return null;

List<String> result = Arrays.asList(cron.trim().split(" "));
CustomCronField field = new CustomCronField();
if (result.get(1).contains(COMMA))
field.setMinutes(Arrays.stream(result.get(1).split(COMMA)).map(Integer::parseInt).collect(Collectors.toList()));
else if (result.get(1).equals(ASTERISK))
field.setMinutes(this.getInitMinutes());
else
field.setMinutes(Lists.newArrayList(Integer.parseInt(result.get(1))));

if (result.get(2).contains(COMMA))
field.setHours(Arrays.stream(result.get(2).split(COMMA)).map(Integer::parseInt).collect(Collectors.toList()));
else if (result.get(2).equals(ASTERISK))
field.setHours(this.getInitHours());
else
field.setHours(Lists.newArrayList(Integer.parseInt(result.get(2))));

if (result.get(5).contains(COMMA))
field.setWeekdays(Arrays.stream(result.get(5).split(COMMA)).map(Integer::parseInt).collect(Collectors.toList()));
else if (result.get(5).equals(QUESTION))
field.setWeekdays(this.getInitWeekdays());
else
field.setWeekdays(Lists.newArrayList(Integer.parseInt(result.get(5))));

return field;


private List<Integer> initArray(Integer num)
List<Integer> result = Lists.newArrayListWithCapacity(num);
for (int i = 0; i <= num; i++)
result.add(i);

return result;


private List<Integer> getInitMinutes()
return this.initArray(59);


private List<Integer> getInitHours()
return this.initArray(23);


private List<Integer> getInitWeekdays()
return this.initArray(7).subList(1, 8);


@Data
public static class CustomCronField
private List<Integer> minutes;
private List<Integer> hours;
private List<Integer> weekdays;

表达式类型

cron-utils给出的cron表达式类型枚举类

public enum CronType 
CRON4J,
QUARTZ,
UNIX,
SPRING;

private CronType()

Spring类型和Quartz类型的区别,在最后一位符号:

Java解析cron表达式_cron_02


而cron表达式的规则里面:第6位,即Day of week ,​​*​​号是包括​​?​​的。xxl-job平台使用的是QUARTZ类型:

Java解析cron表达式_java_03


证明:xxl-job使用的是quartz类型:

Java解析cron表达式_cron_04


证明:Spring类型是Quartz类型的超集,即兼容Quartz:

Java解析cron表达式_java_05


Java解析cron表达式_cron表达式_06


结论:

  1. 如果开发的功能依赖于xxl-job调度任务,需要明确使用的xxl-job的版本,及使用的cron表达式类型,然后在代码里面写相同的类型;
  2. 对于其他任何调度系统,一定要先明确其支持的cron表达式类型,否则会出现任务没有执行的情况

Java(Spring)与Java(Quartz)

根据crontab,Java语言有两种,区别:

  1. Quartz支持7位,第7位可选;
  2. 第6位,只支持1-7;而Spring支持0-7,0和7都表示sun;

预测cron表达式最近10次执行时间

实现效果预览,类似于xxl-job的这个功能:

Java解析cron表达式_spring_07


截图为公司内部基于xxl-job的二次开发任务调度平台;在xxl-job GitHub源码里面搜了下,没有看到具体的实现代码逻辑。

于是自己基于​​cron-utils​​实现如下:

public static List<String> getExecutionTimeByNum(String cronStr, Integer num) 
CronParser parser = new CronParser(CronDefinitionBuilder.instanceDefinitionFor(CronType.SPRING));
Cron cron = parser.parse(cronStr);
ExecutionTime time = ExecutionTime.forCron(cron);
ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
ZonedDateTime next = getNext(time, now);
List<ZonedDateTime> timeList = new ArrayList<>(num);
timeList.add(next);
for (int i = 1; i < num; i++)
next = getNext(time, next);
timeList.add(next);

DateTimeFormatter format = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
List<String> resultList = new ArrayList<>(num);
for (ZonedDateTime item : timeList)
String result = item.format(format);
resultList.add(result);

return resultList;


private static ZonedDateTime getNext(ExecutionTime time, ZonedDateTime current)
return time.nextExecution(current).get();

在调用方法`getExecutionTimeByNum``前,可以先校验一下合法性。

判断cron是否是按天执行

/**
* 判断cron是否是按天执行
* 如果按天执行cron需以(* * ?)结尾
* @return true 是以* * ?结尾
*/
public static Boolean datasetCron(String cron)
return StringUtils.isNotBlank(cron) && cron.matches(".* \\\\* \\\\* \\\\?$");


// 判断是否按天更新
boolean day = "*".equals(dataset.getCronExp().split(" ")[3]);




以上是关于Java解析cron表达式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

在线Cron表达式解析工具使用说明

Spring 定时任务 @Scheduled cron表达式

在接下来的 n 小时内每五分钟的 Cron 表达式?

在四分之一小时内每 30 分钟执行一次 Cron 表达式?

cron表达式是啥?

Spring 定时任务 cron 表达式