Python中实现定时任务详解

在项目中,我们可能遇到有定时任务的需求。

  • 其一:每隔一个时间段就执行任务。
    比如:压测中每隔45分钟调整温箱的温度。
  • 其二:定时执行任务。
    例如每天早上 8 点定时推送早报。

今天,我跟大家分享下 Python 定时任务的实现方法。

固定时间间隔执行任务

import time
import logging

logging.basicConfig(
    level=logging.debug,
    format="%(asctime)s.%(msecs)d | %(threadName)s | %(levelname)s - %(message)s"
)


def task():
    logging.info("Task Start.")
    time.sleep(1)
    logging.info("Task Done.")

time.sleep

第一种办法是最简单又最暴力。
那就是在一个死循环中,使用线程睡眠函数 sleep()。

while True:
    task()
    time.sleep(5)

上述的方法有几个问题:

  • 阻塞主进程,这个也好解决,可以放到线程中去执行
  • 一次只有一个task,这个也有解决办法,可以多启几个线程

threading.Timer

既然第一种方法暴力,那么有没有比较优雅点的方法?
Python 标准库 threading 中有个 Timer 类。
它会新启动一个线程来执行定时任务,所以它是非阻塞函式。

原理:线程中预置一个finished的事件,通过finished.wait等待固定时间间隔。
超时则执行任务。如果需要取消任务,可以调用Timer.cancel来取消任务。

from threading import Timer

t = Timer(task, 5)
t.start()

优点:
不阻塞主进程,task在线程中执行

缺点:
一个Timer只能执行一次task就结束了。
如果想循环,需要改造一下task函数。

from threading import Timer

def repeat_task():
    t = Timer(5, repeat_task)
    # 开始任务的位置决定了是任务之间等待固定间隔时间
    # 还是每个任务的开始等待固定间隔时间
    t.start()
    task()

这样可以循环执行,但是仍然只能一个线程一个任务。

Q:如何跳出循环
A:加入一个标识符:

  • sleep可以用一个布尔值来控制
  • Timer可以用一个Event来控制

固定时间点执行任务

以上是用内置的方法中比较简单的实现方式。简单的功能可以实现。

前面执行的都是指定间隔时间的定时任务,那怎么执行指定时间点的任务呢?

上面的方法是可以做到的。有两种思路,

  • 前面我们指定了间隔时间,那指定时间点,就先计算当前时间到指定时间点的间隔时间
  • 不管间隔时间,而是记录任务时间点,然后实时去检查是否到达指定时间点

思路有了,但是对于固定时间点执行任务的场景以及后面更复杂的场景,自己实现可能就变得复杂。

下面再介绍几个进阶的定时任务的实现方式,可以适应更复杂的业务场景。

sched

第三种方式是使用标准库中sched模块。sched 是事件调度器,
它通过 scheduler 类来调度事件,从而达到定时执行任务的效果。

简单示例如下:

import sched

schedule = sched.scheduler()  # 初始化 sched 模块的 scheduler 类
schedule.enter(10, 1, task)  # 增加调度任务
schedule.run()  # 开始调度任务

scheduler 提供了两个添加调度任务的函数:

  • enter(delay, priority, action, argument=(), kwargs={})该函数可以延迟一定时间执行任务。delay 表示延迟多长时间执行任务,单位是秒。
    priority为优先级,越小优先级越大。两个任务指定相同的延迟时间,优先级大的任务会向被执行。
    action 即需要执行的函数,argument 和 kwargs 分别是函数的位置和关键字参数。

  • scheduler.enterabs(time, priority, action, argument=(), kwargs={})添加一项任务,但这个任务会在 time 这时刻执行。因此,time 是绝对时间。其他参数用法与 enter() 中的参数用法是一致。

优点:

  • 执行时间间隔和时间点执行任务
  • 可以添加不同的任务
  • 任务可以设置优先级

缺点:
scheduler 中的每个调度任务只会工作一次,不会无限循环被调用。如果想重复执行同一任务, 需要重复添加调度任务即可。

import sched
import threading
from functools import wraps

s = sched.scheduler()
STOP_FLAG = threading.Event()

def repeat(interval):
    def wrapper(func):
        @wraps(func)
        def inner():
            if not STOP_FLAG.is_set():
                s.enter(interval, 0, inner)
            func()
        return inner

    return wrapper


@repeat(5)
def new_task():
    return task()

new_task()
t = threading.Thread(target=s.run)
t.start()

实现原理

当然我们仅仅学会怎么用还是不够的,不能知其然而不知其所以然。
介绍了那么多方法,那么多库,但是底层的实现逻辑都是差不多的。
一个完整的定时任务系统,有三个部分:

  • 任务队列(task queue)
    根据执行时间和优先级进行排序
    排序sorted(): 任务一多,整个队列重排,性能堪忧
    heapq.pop():堆排序,只获取最高优先级的任务,不重复排序
  • 调度器(scheduler)
  • 执行器(executor)
    从前到后,实现的内容越来越多,控制的精细度也就越来越高,实现的功能也就越来越丰富。
import sched
import time
import threading
from functools import wraps

from task import task
from typing import Callable

STOP_FLAG = threading.Event()


def timeloop(func: Callable, interval: int):
    while True:
        func()
        time.sleep(interval)


def repeat_task(func: Callable, interval: int):
    # 新建任务的前后,决定了是在任务结束后等待时间,还是固定间隔
    if not STOP_FLAG.is_set():
        t = threading.Timer(interval, repeat_task, args=(func, interval))
        t.start()
    func()


def timer_schedule(func: Callable, interval: int):
    repeat_task(func, interval)


s = sched.scheduler()


def repeat(interval):
    def wrapper(func):
        @wraps(func)
        def inner():
            if not STOP_FLAG.is_set():
                s.enter(interval, 0, inner)
            func()
        return inner

    return wrapper


@repeat(5)
def new_task():
    return task()


def sched_schedule(func: Callable, interval: int):
    func()
    t = threading.Thread(target=s.run)
    t.start()
    return t


def main(schedule):
    schedule_thread = schedule(new_task, 5)
    while True:
        try:
            time.sleep(1)
        except KeyboardInterrupt:
            STOP_FLAG.set()
            schedule_thread.join()
            break


if __name__ == "__main__":
    # main(timeloop)
    # main(timer_schedule)
    main(sched_schedule)

到此这篇关于Python中实现定时任务详解的文章就介绍到这了,更多相关Python中实现定时任务内容请搜索aitechtogether.com以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持aitechtogether.com!

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