Python异步实现定时与周期任务的TaskTimer类详解

凌晨两点半
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发布时间:2026-10-13 | 7人浏览过
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本文介绍如何使用Python实现异步执行的定时与周期任务。通过封装TaskTimer单例类,利用join_task方法注册函数、参数及执行策略(timing定时或interval周期),并调用start启动后台线程。文章包含完整源码,强调interval最小5秒限制及两者互斥规则,适用于需要后台异步处理重复或指定时间任务的场景。

TaskTimer异步任务调用流程

一、调用方法概述


def f1(arg1, arg2):
  print('f1', arg1, arg2)
 
 
def f2(arg1):
  print('f2', arg1)
 
 
def f3():
  print('f3')
 
 
def f4():
  print('周期任务', int(time.time()))
 
 
timer = TaskTimer()
# 把任务加入任务队列
timer.join_task(f1, [1, 2], timing=15.5) # 每天15:30执行
timer.join_task(f2, [3], timing=14) # 每天14:00执行
timer.join_task(f3, [], timing=15) # 每天15:00执行
timer.join_task(f4, [], interval=10) # 每10秒执行1次
# 开始执行(此时才会创建线程)
timer.start()

假设f1至f4为需要被定时或周期性调用的目标函数。

首先实例化TaskTimer对象(其具体代码实现见下文)。接着调用join_task函数,将待执行的函数及其参数加入任务队列。最后调用start方法,任务即开始异步执行。

join_task函数的参数说明如下:

fun:指定需要执行的目标函数。

arg:为目标函数fun提供的参数列表;若无需参数,请传入空列表。

interval:若提供此参数,则定义为周期任务,时间单位为秒(注意:interval值最少需设置为5秒)。

timing:若提供此参数,则定义为定时任务,时间单位为小时。

注意事项:interval与timing两个参数中,只能选择填写其中一个,不可同时使用。

TaskTimer核心源码解析

二、完整源码实现


import datetime
import time
from threading import Thread
from time import sleep
 
 
class TaskTimer:
  __instance = None
 
  def __new__(cls, *args, **kwargs):
    """
    单例模式
    """
    if not cls.__instance:
      cls.__instance = object.__new__(cls)
    return cls.__instance
 
  def __init__(self):
    if not hasattr(self, 'task_queue'):
      setattr(self, 'task_queue', [])
 
    if not hasattr(self, 'is_running'):
      setattr(self, 'is_running', False)
 
  def write_log(self, level, msg):
    cur_time = datetime.datetime.now()
    with open('./task.log', mode='a+', encoding='utf8') as file:
      s = "[" + str(cur_time) + "][" + level + "]  " + msg
      print(s)
      file.write(s + "\n")
 
  def work(self):
 
    """
    处理任务队列
    """
    while True:
      for task in self.task_queue:
        if task['interval']:
          self.cycle_task(task)
        elif task['timing']:
          self.timing_task(task)
 
      sleep(5)
 
  def cycle_task(self, task):
    """
    周期任务
    """
    if task['next_sec'] <= int(time.time()):
      try:
        task['fun'](*task['arg'])
        self.write_log("正常", "周期任务:" + task['fun'].__name__ + " 已执行")
      except Exception as e:
        self.write_log("异常", "周期任务:" + task['fun'].__name__ + " 函数内部异常:" + str(e))
      finally:
        task['next_sec'] = int(time.time()) + task['interval']
 
  def timing_task(self, task):
    """
    定时任务
    """
    # 今天已过秒数
    today_sec = self.get_today_until_now()
 
    # 到了第二天,就重置任务状态
    if task['today'] != self.get_today():
      task['today'] = self.get_today()
      task['today_done'] = False
 
    # 第一次执行
    if task['first_work']:
      if today_sec >= task['task_sec']:
        task['today_done'] = True
        task['first_work'] = False
      else:
        task['first_work'] = False
 
    # 今天还没有执行
    if not task['today_done']:
      if today_sec >= task['task_sec']: # 到点了,开始执行任务
        try:
          task['fun'](*task['arg'])
          self.write_log("正常", "定时任务:" + task['fun'].__name__ + " 已执行")
        except Exception as e:
          self.write_log("异常", "定时任务:" + task['fun'].__name__ + " 函数内部异常:" + str(e))
        finally:
          task['today_done'] = True
          if task['first_work']:
            task['first_work'] = False
 
  def get_today_until_now(self):
    """
    获取今天凌晨到现在的秒数
    """
    i = datetime.datetime.now()
    return i.hour * 3600 + i.minute * 60 + i.second
 
  def get_today(self):
    """
    获取今天的日期
    """
    i = datetime.datetime.now()
    return i.day
 
  def join_task(self, fun, arg, interval=None, timing=None):
    """
    interval和timing只能存在1个
    :param fun: 你要调用的任务
    :param arg: fun的参数
    :param interval: 周期任务,单位秒
    :param timing: 定时任务,取值:[0,24)
    """
    # 参数校验
    if (interval != None and timing != None) or (interval == None and timing == None):
      raise Exception('interval和timing只能选填1个')
 
    if timing and not 0 <= timing < 24:
      raise Exception('timing的取值范围为[0,24)')
 
    if interval and interval < 5:
      raise Exception('interval最少为5')
 
    # 封装一个task
    task = {
      'fun': fun,
      'arg': arg,
      'interval': interval,
      'timing': timing,
    }
    # 封装周期或定时任务相应的参数
    if timing:
      task['task_sec'] = timing * 3600
      task['today_done'] = False
      task['first_work'] = True
      task['today'] = self.get_today()
    elif interval:
      task['next_sec'] = int(time.time()) + interval
 
    # 把task加入任务队列
    self.task_queue.append(task)
 
    self.write_log("正常", "新增任务:" + fun.__name__)
 
  def start(self):
    """
    开始执行任务
    返回线程标识符
    """
    if not self.is_running:
      thread = Thread(target=self.work)
 
      thread.start()
 
      self.is_running = True
 
      self.write_log("正常", "TaskTimer已开始运行!")
 
      return thread.ident
 
    self.write_log("警告", "TaskTimer已运行,请勿重复启动!")

以上关于Python异步实现定时任务和周期任务的方法即为全部内容,希望能为读者提供参考,也欢迎大家继续支持本站获取更多技术资讯。

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