.NET Core开发Windows服务：使用Quartz执行定时任务

最近工作上新项目还比较忙，回家之后就不太想碰代码了，闲暇之余修炼下厨艺，新赛季冲了一波分，也是三个多月没水过博客了。最近的项目也是主要为团队提供API接口，大多都是处理常规的业务逻辑上的事。过程中有个需求是需要每日定时定点执行一些推送消息的任务，一开始也没多想就将定时任务写到了API的项目里，部署完测试下人傻了，日志没有任何执行了任务的痕迹，调试时候没毛病。回头一想，IIS这个懒东西应该是休眠了，直接把我的任务一起回收掉了。淡定的我捋了捋思绪查了查方案，可以更改IIS设置修改定时回收的模式，可以通过访问站点来唤醒，觉得不是很合适，既然是WindowsServer，那我干脆弄一个WindowsService来定时执行任务再好不过了鸭，而且之前也没用过.net core写过WindowsService，正好吃个螃蟹。

一开始我是直接弄了个控制台程序，按照之前.NET Framework的写法来写。后来发现.NET Core专门为这种后台服务（长时间运行的服务）设计了项目模板，称之为Worker Service。为了满足在每日的固定时间点执行，这里选择老牌的Quartz来实现。简单描述一下Demo要实现的需求：每日定点向一个API接口中发送信息。接下来详细记录一下实现过程，Demo的源码：https://github.com/Xuhy0826/WindowsServiceDemo。

使用Visual Studio（我是使用的VS2019）创建项目，选择Worker Service（如下图），姑且就命名为WindowsServiceDemo。

项目创建完成之后里面的内容很简单，一个Program.cs和另一个Work.cs，Work类继承BackgroundService，并重写其ExecuteAsync方法。显而易见，ExecuteAsync方法就是执行后台任务的入口。

Program.cs中，依旧是类型的通过创建一个IHost并启动运行。为了方便进行依赖注入，可以创建一个IServiceCollection的扩展方法来进行服务的注册，接下来一步步介绍。

进行服务注册之前，先将需要引用的包通过Nuget安装一下。安装 Quartz 来实现定时执行任务。另外由于需求需要调用api接口即需要使用HttpClient发送请求，所以还需要另外引入包 Microsoft.Extentsions.Http 。由于需要部署成WindowService，需要引入包 Microsoft.Extensions.Hosting.WindowsServices 。

首先定义Job，即执行任务的具体业务逻辑。创建一个SendMsgJob类，继承IJob接口，并实现Execute方法。Execute方法就是到了设定好的时间点时执行的方法。这里即是实现了使用注册的HttpClient来发送消息的过程。

public class SendMsgJob : IJob
{
    private readonly AppSettings _appSettings;
    private const string ApiClientName = "ApiClient";
    private readonly IHttpClientFactory _httpClientFactory;
    private readonly ILogger<SendMsgJob> _logger;

    public SendMsgJob(IHttpClientFactory httpClientFactory, IOptions<AppSettings> appSettings, ILogger<SendMsgJob> logger)
    {
        _httpClientFactory = httpClientFactory;
        _logger = logger;
        _appSettings = appSettings.Value;
    }

    /// <summary>
    /// 定时执行
    /// </summary>
    /// <param name="context"></param>
    /// <returns></returns>
    public async Task Execute(IJobExecutionContext context)
    {
        _logger.LogInformation($"开始执行定时任务");
        //从httpClientFactory获取我们注册的named-HttpClient
        using var client = _httpClientFactory.CreateClient(ApiClientName);
        var message = new
        {
            title = "今日消息",
            content = _appSettings.MessageNeedToSend
        };
        //发送消息
        var response = await client.PostAsync("/msg", new JsonContent(message));
        if (response.IsSuccessStatusCode)
        {
            _logger.LogInformation($"消息发送成功");
        }
    }
}

创建好Job之后，便是设置它让其定时执行即可。来到Work.cs，替换掉原来的默认演示代码，换之配置Job执行策略的代码。使用Quartz配置Job大致分为这么几部

1. 创建调度器 Scheduler 
2. 创建Job实例
3. 创建触发器来控制Job的执行策略
4. 将Job实例和触发器实例配对注册进调度器中
5. 启动调度器

public class Worker : BackgroundService
{
    private readonly ILogger<Worker> _logger;

    public Worker(ILogger<Worker> logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        _logger.LogInformation("服务启动");

        //创建一个调度器
        var scheduler = await StdSchedulerFactory.GetDefaultScheduler(stoppingToken);
        //创建Job
        var sendMsgJob = JobBuilder.Create<SendMsgJob>()
            .WithIdentity(nameof(SendMsgJob), nameof(Worker))
            .Build();
        //创建触发器
        var sendMsgTrigger = TriggerBuilder.Create()
            .WithIdentity("trigger-" + nameof(SendMsgJob), "trigger-group-" + nameof(Worker))
            .StartNow()
            .WithSchedule(CronScheduleBuilder.DailyAtHourAndMinute(08, 30)) //每日的08:30执行
            .Build();

        await scheduler.Start(stoppingToken);
        //把Job和触发器放入调度器中
        await scheduler.ScheduleJob(sendMsgJob, sendMsgTrigger, stoppingToken);  
    }
}

关于定时任务的配置告一段落，接下来将所需的服务注册到服务容器中。根据之前所说的，我们创建一个扩展方法来管理我们需要注册的服务。

public static class DependencyInject
{
    /// <summary>
    /// 定义扩展方法，注册服务
    /// </summary>
    public static IServiceCollection AddMyServices(this IServiceCollection services, IConfiguration config)
    {
        //配置文件
        services.Configure<AppSettings>(config);

        //注册“命名HttpClient”，并为其配置拦截器
        services.AddHttpClient("ApiClient", client =>
        {
            client.BaseAddress = new Uri(config["ApiBaseUrl"]);
        }).AddHttpMessageHandler(_ => new AuthenticRequestDelegatingHandler());

        //注册任务
        services.AddSingleton<SendMsgJob>();

        return services;
    }
}

修改Program.cs，调用新增的扩展方法

namespace WindowsServiceDemo
{
    public class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            CreateHostBuilder(args).Build().Run();
        }

        public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
            Host.CreateDefaultBuilder(args)
                .ConfigureServices((hostContext, services) =>
                {
                    //注册服务
                    services.AddMyServices(hostContext.Configuration)
                            .AddHostedService<Worker>();
                });
    }
}

到此，主要的代码就介绍完了。为了调试，可以修改设定好的定时执行时间（比如一分钟之后），来测试是否能够成功。修改完触发器的触发时间后，直接运行项目。但是遗憾的是，任务并没有定时触发。这是什么原因呢？其实是因为虽然我们将我们自定义的Job注入的服务容器，但是调度器创建Job实例时，并不是从我们的服务容器去取的，而是调度器自己走默认的实例化。解决方法是我们为调度器指定JobFactory来重写实例化Job类型的规则。

首先创建一个MyJobFactory并继承IJobFactory接口，实现方法 NewJob ，这个方法便是工厂实例化Job的方法，我们可以在这里将实例化Job的方式改写成从服务容器中获取实例的方式。

namespace WindowsServiceDemo
{
    /// <summary>
    /// Job工厂，从服务容器中取Job
    /// </summary>
    public class MyJobFactory : IJobFactory
    {
        protected readonly IServiceProvider _serviceProvider;
        public MyJobFactory(IServiceProvider serviceProvider)
        {
            _serviceProvider = serviceProvider;
        }

        public IJob NewJob(TriggerFiredBundle bundle, IScheduler scheduler)
        {
            var jobType = bundle.JobDetail.JobType;
            try
            {
                var job = _serviceProvider.GetService(jobType) as IJob;
                return job;
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e);
                throw;
            }
        }

        public void ReturnJob(IJob job)
        {
            var disposable = job as IDisposable;
            disposable?.Dispose();
        }
    }
}

随后将  MyJobFactory 也注册到服务容器中，即在 AddMyServices 扩展方法中添加

//添加Job工厂
services.AddSingleton<MyJobFactory>();

接下来将调度器的Factory替换成 MyJobFactory ，修改Work.cs代码如下。

public class Worker : BackgroundService
{
    private readonly ILogger<Worker> _logger;
    private readonly MyJobFactory _jobFactory;

    public Worker(ILogger<Worker> logger, MyJobFactory jobFactory)
    {
        _logger = logger;
        _jobFactory = jobFactory;
    }

    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        _logger.LogInformation("服务启动");

        //创建一个调度器
        var scheduler = await StdSchedulerFactory.GetDefaultScheduler(stoppingToken);

        //指定自定义的JobFactory
        scheduler.JobFactory = _jobFactory;

        //创建Job
        var sendMsgJob = JobBuilder.Create<SendMsgJob>()
            .WithIdentity(nameof(SendMsgJob), nameof(Worker))
            .Build();
        //创建触发器
        var sendMsgTrigger = TriggerBuilder.Create()
            .WithIdentity("trigger-" + nameof(SendMsgJob), "trigger-group-" + nameof(Worker))
            .StartNow()
            .WithSchedule(CronScheduleBuilder.DailyAtHourAndMinute(08, 30)) //每日的08:30执行
            .Build();

        await scheduler.Start(stoppingToken);
        //把Job和触发器放入调度器中
        await scheduler.ScheduleJob(sendMsgJob, sendMsgTrigger, stoppingToken);
    }
}

在此执行调试，现在一旦到达我们在触发器中设置的时间点， SendMsgJob 的 Execute 方法便会成功触发。

开发完成后，现在剩下的任务就是如何将项目发布成一个WindowsService。来到 Program.cs 下，需要进行一些改动

public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
    Host.CreateDefaultBuilder(args)
        .UseWindowsService()    //按照Windows Service运行
        .ConfigureServices((hostContext, services) =>
        {
            //注册服务
            services.AddMyServices(hostContext.Configuration)
                    .AddHostedService<Worker>();
        });

重新编译项目成功后，我们便可以使用sc.exe来部署成为windows服务。以管理员身份启动命令行，执行

> sc.exe create WindowsServiceDemo binPath="D:workspaceWindowsServiceDemoWindowsServiceDemoinDebug
etcoreapp3.1WindowsServiceDemo.exe"
[SC] CreateService 成功

此时打开服务面板，便可以看到刚刚部署好的 WindowsServiceDemo 服务了。