CronPattern.java

package com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Calendar;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.List;
import java.util.TimeZone;

import com.xiaoleilu.hutool.cron.CronException;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.matcher.AlwaysTrueValueMatcher;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.matcher.DayOfMonthValueMatcher;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.matcher.ValueMatcher;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.matcher.ValueMatcherBuilder;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.DayOfMonthValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.DayOfWeekValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.HourValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.MinuteValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.MonthValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.SecondValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.ValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.cron.pattern.parser.YearValueParser;
import com.xiaoleilu.hutool.lang.Console;
import com.xiaoleilu.hutool.util.StrUtil;

/**
 * 定时任务表达式<br>
 * 表达式类似于Linux的crontab表达式，表达式使用空格分成5个部分，按顺序依次为：
 * <ol>
 * <li><strong>分</strong>：范围：0~59</li>
 * <li><strong>时</strong>：范围：0~23</li>
 * <li><strong>日</strong>：范围：1~31，<strong>"L"</strong>表示月的最后一天</li>
 * <li><strong>月</strong>：范围：1~12，同时支持别名："jan","feb", "mar", "apr", "may","jun", "jul", "aug", "sep","oct", "nov", "dec"</li>
 * <li><strong>周</strong>：范围：0 (Sunday)~6(Saturday)，7也可以表示周日，同时支持别名："sun","mon", "tue", "wed", "thu","fri", "sat"，<strong>"L"</strong>表示周六</li>
 * </ol>
 * 
 * 为了兼容Quartz表达式，同时支持6位和7位表达式，其中：<br>
 * 
 * <pre>
 * 当为6位时，第一位表示<strong>秒</strong>，范围0~59，但是第一位不做匹配
 * 当为7位时，最后一位表示<strong>年</strong>，范围1970~2099，但是第7位不做解析，也不做匹配
 * </pre>
 * 
 * 当定时任务运行到的时间匹配这些表达式后，任务被启动。<br>
 * 注意：
 * <pre>
 * 当isMatchSecond为<code>true</code>时才会匹配秒部分
 * 当isMatchYear为<code>true</code>时才会匹配年部分
 * 默认都是关闭的
 * </pre>
 * 
 * 对于每一个子表达式，同样支持以下形式：
 * <ul>
 * <li><strong>*</strong>：表示匹配这个位置所有的时间</li>
 * <li><strong>*/2</strong>：表示间隔时间，例如在分上，表示每两分钟，同样*可以使用数字列表代替，逗号分隔</li>
 * <li><strong>2-8</strong>：表示连续区间，例如在分上，表示2,3,4,5,6,7,8分</li>
 * <li><strong>2,3,5,8</strong>：表示列表</li>
 * <li><strong>cronA | cronB</strong>：表示多个定时表达式</li>
 * </ul>
 * 注意：在每一个子表达式中优先级：
 * <pre>间隔（/） > 区间（-） > 列表（,） </pre>
 * 例如 2,3,6/3中，由于“/”优先级高，因此相当于2,3,(6/3)，结果与 2,3,6等价<br><br>
 * 
 * 一些例子：
 * <ul>
 * <li><strong>5 * * * *</strong>：每个点钟的5分执行，00:05,01:05……</li>
 * <li><strong>* * * * *</strong>：每分钟执行</li>
 * <li><strong>*/2 * * * *</strong>：每两小时执行</li>
 * <li><strong>* 12 * * *</strong>：12点的每分钟执行</li>
 * <li><strong>59 11 * * 1,2</strong>：每周一和周二的11:59执行</li>
 * <li><strong>3-18/5 * * * *</strong>：3~18分，每5分钟执行一次，既0:03, 0:08, 0:13, 0:18, 1:03, 1:08……</li>
 * </ul>
 * 
 * @author Looly
 *
 */
public class CronPattern {

	private static final ValueParser SECOND_VALUE_PARSER = new SecondValueParser();
	private static final ValueParser MINUTE_VALUE_PARSER = new MinuteValueParser();
	private static final ValueParser HOUR_VALUE_PARSER = new HourValueParser();
	private static final ValueParser DAY_OF_MONTH_VALUE_PARSER = new DayOfMonthValueParser();
	private static final ValueParser MONTH_VALUE_PARSER = new MonthValueParser();
	private static final ValueParser DAY_OF_WEEK_VALUE_PARSER = new DayOfWeekValueParser();
	private static final ValueParser YEAR_VALUE_PARSER = new YearValueParser();

	private String pattern;

	/** 秒字段匹配列表 */
	private List<ValueMatcher> secondMatchers = new ArrayList<>();
	/** 分字段匹配列表 */
	private List<ValueMatcher> minuteMatchers = new ArrayList<>();
	/** 时字段匹配列表 */
	private List<ValueMatcher> hourMatchers = new ArrayList<>();
	/** 每月几号字段匹配列表 */
	private List<ValueMatcher> dayOfMonthMatchers = new ArrayList<>();
	/** 月字段匹配列表 */
	private List<ValueMatcher> monthMatchers = new ArrayList<>();
	/** 星期字段匹配列表 */
	private List<ValueMatcher> dayOfWeekMatchers = new ArrayList<>();
	/** 年字段匹配列表 */
	private List<ValueMatcher> yearMatchers = new ArrayList<>();
	/** 匹配器个数，取决于复合任务表达式中的单一表达式个数 */
	private int matcherSize;

	/**
	 * 构造
	 * 
	 * @see CronPattern
	 * 
	 * @param pattern 表达式
	 */
	public CronPattern(String pattern) {
		this.pattern = pattern;
		parseGroupPattern(pattern);
	}
	
	//--------------------------------------------------------------------------------------- match start
	/**
	 * 给定时间是否匹配定时任务表达式，不匹配秒和年
	 * 
	 * @param millis 时间毫秒数
	 * @return 如果匹配返回 <code>true</code>, 否则返回 <code>false</code>
	 */
	public boolean match(long millis) {
		return match(millis, false, false);
	}

	/**
	 * 给定时间是否匹配定时任务表达式
	 * 
	 * @param millis 时间毫秒数
	 * @param isMatchSecond 是否匹配秒
	 * @param isMatchYear 是否匹配年
	 * @return 如果匹配返回 <code>true</code>, 否则返回 <code>false</code>
	 */
	public boolean match(long millis, boolean isMatchSecond, boolean isMatchYear) {
		return match(TimeZone.getDefault(), millis, isMatchSecond, isMatchYear);
	}

	/**
	 * 给定时间是否匹配定时任务表达式
	 * 
	 * @param timezone 时区 {@link TimeZone}
	 * @param millis 时间毫秒数
	 * @param isMatchSecond 是否匹配秒
	 * @param isMatchYear 是否匹配年
	 * @return 如果匹配返回 <code>true</code>, 否则返回 <code>false</code>
	 */
	public boolean match(TimeZone timezone, long millis, boolean isMatchSecond, boolean isMatchYear) {
		GregorianCalendar calendar = new GregorianCalendar(timezone);
		calendar.setTimeInMillis(millis);
		return match(calendar, isMatchSecond, isMatchYear);
	}

	/**
	 * 给定时间是否匹配定时任务表达式
	 * 
	 * @param calendar 时间
	 * @param isMatchSecond 是否匹配秒
	 * @param isMatchYear 是否匹配年
	 * @return 如果匹配返回 <code>true</code>, 否则返回 <code>false</code>
	 */
	public boolean match(GregorianCalendar calendar, boolean isMatchSecond, boolean isMatchYear) {
		int second = calendar.get(Calendar.SECOND);
		int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE);
		int hour = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
		int dayOfMonth = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
		int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;// 月份从1开始
		int dayOfWeek = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK) - 1; // 星期从0开始，0和7都表示周日
		int year = calendar.get(Calendar.YEAR);

		boolean eval;
		for (int i = 0; i < matcherSize; i++) {
			eval = (isMatchSecond ? secondMatchers.get(i).match(second) : true) // 匹配秒
					&& minuteMatchers.get(i).match(minute)// 匹配分
					&& hourMatchers.get(i).match(hour)// 匹配时
					&& isMatchDayOfMonth(dayOfMonthMatchers.get(i), dayOfMonth, month, calendar.isLeapYear(year))// 匹配日
					&& monthMatchers.get(i).match(month) // 匹配月
					&& dayOfWeekMatchers.get(i).match(dayOfWeek)// 匹配周
					&& (isMatchYear ? yearMatchers.get(i).match(year) : true);// 匹配年
			if (eval) {
				return true;
			}
		}
		return false;
	}
	//--------------------------------------------------------------------------------------- match end
	
	@Override
	public String toString() {
		return this.pattern;
	}

	// -------------------------------------------------------------------------------------- Private method start
	/**
	 * 是否匹配日（指定月份的第几天）
	 * 
	 * @param matcher {@link ValueMatcher}
	 * @param dayOfMonth 日
	 * @param month 月
	 * @param isLeapYear 是否闰年
	 * @return 是否匹配
	 */
	private static boolean isMatchDayOfMonth(ValueMatcher matcher, int dayOfMonth, int month, boolean isLeapYear) {
		return ((matcher instanceof DayOfMonthValueMatcher) //
				? ((DayOfMonthValueMatcher) matcher).match(dayOfMonth, month, isLeapYear) //
				: matcher.match(dayOfMonth));
	}

	/**
	 * 解析复合任务表达式
	 * 
	 * @param groupPattern 复合表达式
	 */
	private void parseGroupPattern(String groupPattern) {
		List<String> patternList = StrUtil.split(groupPattern, '|');
		for (String pattern : patternList) {
			parseSinglePattern(pattern);
		}
	}

	/**
	 * 解析单一定时任务表达式
	 * 
	 * @param pattern 表达式
	 */
	private void parseSinglePattern(String pattern) {
		final String[] parts = pattern.split("\\s");

		int offset = 0;// 偏移量用于兼容Quartz表达式，当表达式有6或7项时，第一项为秒
		if (parts.length == 6 || parts.length == 7) {
			offset = 1;
		} else if (parts.length != 5) {
			throw new CronException("Pattern [{}] is invalid, it must be 5-7 parts!", pattern);
		}

		// 秒
		if (1 == offset) {// 支持秒的表达式
			try {
				this.secondMatchers.add(ValueMatcherBuilder.build(parts[0], SECOND_VALUE_PARSER));
			} catch (Exception e) {
				throw new CronException(e, "Invalid pattern [{}], parsing 'second' field error!", pattern);
			}
		} else {// 不支持秒的表达式，全部匹配
			this.secondMatchers.add(new AlwaysTrueValueMatcher());
		}
		// 分
		try {
			this.minuteMatchers.add(ValueMatcherBuilder.build(parts[0 + offset], MINUTE_VALUE_PARSER));
		} catch (Exception e) {
			throw new CronException(e, "Invalid pattern [{}], parsing 'minute' field error!", pattern);
		}
		// 小时
		try {
			this.hourMatchers.add(ValueMatcherBuilder.build(parts[1 + offset], HOUR_VALUE_PARSER));
		} catch (Exception e) {
			throw new CronException(e, "Invalid pattern [{}], parsing 'hour' field error!", pattern);
		}
		// 每月第几天
		try {
			this.dayOfMonthMatchers.add(ValueMatcherBuilder.build(parts[2 + offset], DAY_OF_MONTH_VALUE_PARSER));
		} catch (Exception e) {
			throw new CronException(e, "Invalid pattern [{}], parsing 'day of month' field error!", pattern);
		}
		// 月
		try {
			this.monthMatchers.add(ValueMatcherBuilder.build(parts[3 + offset], MONTH_VALUE_PARSER));
		} catch (Exception e) {
			throw new CronException(e, "Invalid pattern [{}], parsing 'month' field error!", pattern);
		}
		// 星期几
		try {
			this.dayOfWeekMatchers.add(ValueMatcherBuilder.build(parts[4 + offset], DAY_OF_WEEK_VALUE_PARSER));
		} catch (Exception e) {
			throw new CronException(e, "Invalid pattern [{}], parsing 'day of week' field error!", pattern);
		}
		// 年
		if (parts.length == 7) {// 支持年的表达式
			try {
				this.yearMatchers.add(ValueMatcherBuilder.build(parts[0], YEAR_VALUE_PARSER));
			} catch (Exception e) {
				throw new CronException(e, "Invalid pattern [{}], parsing 'year' field error!", pattern);
			}
		} else {// 不支持年的表达式，全部匹配
			this.secondMatchers.add(new AlwaysTrueValueMatcher());
		}
		matcherSize++;
	}
	// -------------------------------------------------------------------------------------- Private method end

	public static void main(String[] args) {
		CronPattern c = new CronPattern("1-8/2,2-10/3 * * * *");
		Console.log(c.minuteMatchers);
	}
}