Open Source Repository

Home /spring/spring-context-3.0.5 | Repository Home



org/springframework/scheduling/support/CronSequenceGenerator.java
/*
 * Copyright 2002-2010 the original author or authors.
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

package org.springframework.scheduling.support;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.BitSet;
import java.util.Calendar;
import java.util.Collections;
import java.util.Date;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.List;
import java.util.TimeZone;

import org.springframework.util.StringUtils;

/**
 * Date sequence generator for a <a href="http://www.manpagez.com/man/5/crontab/">Crontab pattern</a>,
 * allowing clients to specify a pattern that the sequence matches.
 *
 <p>The pattern is a list of six single space-separated fields: representing
 * second, minute, hour, day, month, weekday. Month and weekday names can be
 * given as the first three letters of the English names.
 *
 <p>Example patterns:
 <ul>
 <li>"0 0 * * * *" = the top of every hour of every day.</li>
 <li>"*&#47;10 * * * * *" = every ten seconds.</li>
 <li>"0 0 8-10 * * *" = 8, 9 and 10 o'clock of every day.</li>
 <li>"0 0/30 8-10 * * *" = 8:00, 8:30, 9:00, 9:30 and 10 o'clock every day.</li>
 <li>"0 0 9-17 * * MON-FRI" = on the hour nine-to-five weekdays</li>
 <li>"0 0 0 25 12 ?" = every Christmas Day at midnight</li>
 </ul>
 *
 @author Dave Syer
 @author Juergen Hoeller
 @since 3.0
 @see CronTrigger
 */
public class CronSequenceGenerator {

  private final BitSet seconds = new BitSet(60);

  private final BitSet minutes = new BitSet(60);

  private final BitSet hours = new BitSet(24);

  private final BitSet daysOfWeek = new BitSet(7);

  private final BitSet daysOfMonth = new BitSet(31);

  private final BitSet months = new BitSet(12);

  private final String expression;

  private final TimeZone timeZone;

  /**
   * Construct a {@link CronSequenceGenerator} from the pattern provided.
   @param expression a space-separated list of time fields
   @param timeZone the TimeZone to use for generated trigger times
   @throws IllegalArgumentException if the pattern cannot be parsed
   */
  public CronSequenceGenerator(String expression, TimeZone timeZone) {
    this.expression = expression;
    this.timeZone = timeZone;
    parse(expression);
  }

  /**
   * Get the next {@link Date} in the sequence matching the Cron pattern and
   * after the value provided. The return value will have a whole number of
   * seconds, and will be after the input value.
   @param date a seed value
   @return the next value matching the pattern
   */
  public Date next(Date date) {
    /*
    The plan:

    1 Round up to the next whole second

    2 If seconds match move on, otherwise find the next match:
    2.1 If next match is in the next minute then roll forwards

    3 If minute matches move on, otherwise find the next match
    3.1 If next match is in the next hour then roll forwards
    3.2 Reset the seconds and go to 2

    4 If hour matches move on, otherwise find the next match
    4.1 If next match is in the next day then roll forwards,
    4.2 Reset the minutes and seconds and go to 2
    
    ...
    */

    Calendar calendar = new GregorianCalendar();
    calendar.setTimeZone(this.timeZone);
    calendar.setTime(date);

    // Truncate to the next whole second
    calendar.add(Calendar.SECOND, 1);
    calendar.set(Calendar.MILLISECOND, 0);

    doNext(calendar, calendar.get(Calendar.YEAR));

    return calendar.getTime();
  }

  private void doNext(Calendar calendar, int dot) {
    List<Integer> resets = new ArrayList<Integer>();

    int second = calendar.get(Calendar.SECOND);
    List<Integer> emptyList = Collections.emptyList();
    int updateSecond = findNext(this.seconds, second, calendar, Calendar.SECOND, Calendar.MINUTE, emptyList);
    if (second == updateSecond) {
      resets.add(Calendar.SECOND);
    }

    int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE);
    int updateMinute = findNext(this.minutes, minute, calendar, Calendar.MINUTE, Calendar.HOUR_OF_DAY, resets);
    if (minute == updateMinute) {
      resets.add(Calendar.MINUTE);
    else {
      doNext(calendar, dot);
    }

    int hour = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
    int updateHour = findNext(this.hours, hour, calendar, Calendar.HOUR_OF_DAY, Calendar.DAY_OF_WEEK, resets);
    if (hour == updateHour) {
      resets.add(Calendar.HOUR_OF_DAY);
    else {
      doNext(calendar, dot);
    }

    int dayOfWeek = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
    int dayOfMonth = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
    int updateDayOfMonth = findNextDay(calendar, this.daysOfMonth, dayOfMonth, daysOfWeek, dayOfWeek, resets);
    if (dayOfMonth == updateDayOfMonth) {
      resets.add(Calendar.DAY_OF_MONTH);
    else {
      doNext(calendar, dot);
    }

    int month = calendar.get(Calendar.MONTH);
    int updateMonth = findNext(this.months, month, calendar, Calendar.MONTH, Calendar.YEAR, resets);
    if (month != updateMonth) {
      if (calendar.get(Calendar.YEAR- dot > 4) {
        throw new IllegalStateException("Invalid cron expression led to runaway search for next trigger");
      }
      doNext(calendar, dot);
    }

  }

  private int findNextDay(Calendar calendar, BitSet daysOfMonth, int dayOfMonth, BitSet daysOfWeek, int dayOfWeek,
      List<Integer> resets) {

    int count = 0;
    int max = 366;
    // the DAY_OF_WEEK values in java.util.Calendar start with 1 (Sunday),
    // but in the cron pattern, they start with 0, so we subtract 1 here
    while ((!daysOfMonth.get(dayOfMonth|| !daysOfWeek.get(dayOfWeek - 1)) && count++ < max) {
      calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
      dayOfMonth = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
      dayOfWeek = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
      reset(calendar, resets);
    }
    if (count >= max) {
      throw new IllegalStateException("Overflow in day for expression=" this.expression);
    }
    return dayOfMonth;
  }

  /**
   * Search the bits provided for the next set bit after the value provided,
   * and reset the calendar.
   @param bits a {@link BitSet} representing the allowed values of the field
   @param value the current value of the field
   @param calendar the calendar to increment as we move through the bits
   @param field the field to increment in the calendar (@see
   {@link Calendar} for the static constants defining valid fields)
   @param lowerOrders the Calendar field ids that should be reset (i.e. the
   * ones of lower significance than the field of interest)
   @return the value of the calendar field that is next in the sequence
   */
  private int findNext(BitSet bits, int value, Calendar calendar, int field, int nextField, List<Integer> lowerOrders) {
    int nextValue = bits.nextSetBit(value);
    // roll over if needed
    if (nextValue == -1) {
      calendar.add(nextField, 1);
      reset(calendar, Arrays.asList(field));
      nextValue = bits.nextSetBit(0);
    }
    if (nextValue != value) {
      calendar.set(field, nextValue);
      reset(calendar, lowerOrders);
    }
    return nextValue;
  }

  /**
   * Reset the calendar setting all the fields provided to zero.
   */
  private void reset(Calendar calendar, List<Integer> fields) {
    for (int field : fields) {
      calendar.set(field, field == Calendar.DAY_OF_MONTH ? 0);
    }
  }

  // Parsing logic invoked by the constructor.

  /**
   * Parse the given pattern expression.
   */
  private void parse(String expressionthrows IllegalArgumentException {
    String[] fields = StringUtils.tokenizeToStringArray(expression, " ");
    if (fields.length != 6) {
      throw new IllegalArgumentException(String.format(""
          "cron expression must consist of 6 fields (found %d in %s)", fields.length, expression));
    }
    setNumberHits(this.seconds, fields[0]060);
    setNumberHits(this.minutes, fields[1]060);
    setNumberHits(this.hours, fields[2]024);
    setDaysOfMonth(this.daysOfMonth, fields[3]);
    setMonths(this.months, fields[4]);
    setDays(this.daysOfWeek, replaceOrdinals(fields[5]"SUN,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT")8);
    if (this.daysOfWeek.get(7)) {
      // Sunday can be represented as 0 or 7
      this.daysOfWeek.set(0);
      this.daysOfWeek.clear(7);
    }
  }

  /**
   * Replace the values in the commaSeparatedList (case insensitive) with
   * their index in the list.
   @return a new string with the values from the list replaced
   */
  private String replaceOrdinals(String value, String commaSeparatedList) {
    String[] list = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(commaSeparatedList);
    for (int i = 0; i < list.length; i++) {
      String item = list[i].toUpperCase();
      value = StringUtils.replace(value.toUpperCase(), item, "" + i);
    }
    return value;
  }

  private void setDaysOfMonth(BitSet bits, String field) {
    int max = 31;
    // Days of month start with 1 (in Cron and Calendar) so add one
    setDays(bits, field, max + 1);
    // ... and remove it from the front
    bits.clear(0);
  }

  private void setDays(BitSet bits, String field, int max) {
    if (field.contains("?")) {
      field = "*";
    }
    setNumberHits(bits, field, 0, max);
  }

  private void setMonths(BitSet bits, String value) {
    int max = 12;
    value = replaceOrdinals(value, "FOO,JAN,FEB,MAR,APR,MAY,JUN,JUL,AUG,SEP,OCT,NOV,DEC");
    BitSet months = new BitSet(13);
    // Months start with 1 in Cron and 0 in Calendar, so push the values first into a longer bit set
    setNumberHits(months, value, 1, max + 1);
    // ... and then rotate it to the front of the months
    for (int i = 1; i <= max; i++) {
      if (months.get(i)) {
        bits.set(i - 1);
      }
    }
  }

  private void setNumberHits(BitSet bits, String value, int min, int max) {
    String[] fields = StringUtils.delimitedListToStringArray(value, ",");
    for (String field : fields) {
      if (!field.contains("/")) {
        // Not an incrementer so it must be a range (possibly empty)
        int[] range = getRange(field, min, max);
        bits.set(range[0], range[11);
      else {
        String[] split = StringUtils.delimitedListToStringArray(field, "/");
        if (split.length > 2) {
          throw new IllegalArgumentException("Incrementer has more than two fields: " + field);
        }
        int[] range = getRange(split[0], min, max);
        if (!split[0].contains("-")) {
          range[1= max - 1;
        }
        int delta = Integer.valueOf(split[1]);
        for (int i = range[0]; i <= range[1]; i += delta) {
          bits.set(i);
        }
      }
    }
  }

  private int[] getRange(String field, int min, int max) {
    int[] result = new int[2];
    if (field.contains("*")) {
      result[0= min;
      result[1= max - 1;
      return result;
    }
    if (!field.contains("-")) {
      result[0= result[1= Integer.valueOf(field);
    else {
      String[] split = StringUtils.delimitedListToStringArray(field, "-");
      if (split.length > 2) {
        throw new IllegalArgumentException("Range has more than two fields: " + field);
      }
      result[0= Integer.valueOf(split[0]);
      result[1= Integer.valueOf(split[1]);
    }
    if (result[0>= max || result[1>= max) {
      throw new IllegalArgumentException("Range exceeds maximum (" + max + "): " + field);
    }
    if (result[0< min || result[1< min) {
      throw new IllegalArgumentException("Range less than minimum (" + min + "): " + field);
    }
    return result;
  }

  @Override
  public boolean equals(Object obj) {
    if (!(obj instanceof CronSequenceGenerator)) {
      return false;
    }
    CronSequenceGenerator cron = (CronSequenceGeneratorobj;
    return cron.months.equals(this.months&& cron.daysOfMonth.equals(this.daysOfMonth)
        && cron.daysOfWeek.equals(this.daysOfWeek&& cron.hours.equals(this.hours)
        && cron.minutes.equals(this.minutes&& cron.seconds.equals(this.seconds);
  }

  @Override
  public int hashCode() {
    return 37 17 this.months.hashCode() 29 this.daysOfMonth.hashCode() 37 this.daysOfWeek.hashCode()
        41 this.hours.hashCode() 53 this.minutes.hashCode() 61 this.seconds.hashCode();
  }

  @Override
  public String toString() {
    return getClass().getSimpleName() ": " this.expression;
  }

}