Cron表達(dá)式解析器詳解

一、Cron表達(dá)式生成器

Cron表達(dá)式是一種在定時任務(wù)中經(jīng)常使用的語法，它可以用來指定被執(zhí)行的時間，像“每小時執(zhí)行一次”或“每周星期五晚上10點執(zhí)行”等等。由于Cron表達(dá)式的語法比較復(fù)雜，因此通常需要使用Cron表達(dá)式生成器來幫助用戶快速生成想要的表達(dá)式。

下面是一個簡單的Cron表達(dá)式生成器的示例，它可以讓用戶選擇任務(wù)執(zhí)行的時間單位、時間點和重復(fù)頻率，然后根據(jù)用戶的選擇生成對應(yīng)的Cron表達(dá)式：

function generateCronExpression() {
  // 獲取用戶的選擇
  let timeUnit = document.getElementById("time-unit-select").value;
  let timePoint = document.getElementById("time-point-input").value;
  let repeatFrequency = document.getElementById("repeat-frequency-input").value;
  
  // 根據(jù)用戶選擇生成Cron表達(dá)式
  let cronExp = "";
  if (timeUnit === "hourly") {
    cronExp = 0 ${timePoint} 0/${repeatFrequency} * * *;
  } else if (timeUnit === "daily") {
    cronExp = 0 ${timePoint} * * * *;
  } else if (timeUnit === "weekly") {
    cronExp = 0 ${timePoint} * * ${repeatFrequency} *;
  } else if (timeUnit === "monthly") {
    cronExp = 0 ${timePoint} ${repeatFrequency} * * *;
  }
  
  document.getElementById("result").innerHTML = cronExp;
}

二、Cron表達(dá)式解析成時間

除了生成Cron表達(dá)式之外，我們還需要將Cron表達(dá)式解析成對應(yīng)的時間點，以便于查看任務(wù)執(zhí)行的計劃。下面是一個簡單的解析器，它可以將Cron表達(dá)式解析成下一次執(zhí)行的時間點：

function getNextExecutionTime(cronExp) {
  let cronArr = cronExp.split(" ");
  let now = Date.now();
  
  // 解析分鐘表達(dá)式
  let minuteExp = cronArr[0];
  let nextMinute = getNextValidValue(minuteExp, new Date(now).getMinutes());
  
  // 解析小時表達(dá)式
  let hourExp = cronArr[1];
  let nextHour = getNextValidValue(hourExp, new Date(now).getHours());
  
  // 解析日表達(dá)式
  let dayExp = cronArr[2];
  let nextDay = getNextValidValue(dayExp, new Date(now).getDate());
  
  // 解析月表達(dá)式
  let monthExp = cronArr[3];
  let nextMonth = getNextValidValue(monthExp, new Date(now).getMonth() + 1);
  
  // 解析星期表達(dá)式
  let weekExp = cronArr[4];
  let nextWeekDay = getNextValidValue(weekExp, new Date(now).getDay());
  
  // 解析年表達(dá)式
  let yearExp = cronArr[5];
  let nextYear = getNextValidValue(yearExp, new Date(now).getFullYear());
  
  // 計算下一次執(zhí)行的時間點（注意要考慮到月份和年份的變化）
  let nextDate = new Date(nextYear, nextMonth - 1, nextDay, nextHour, nextMinute);
  while (nextDate.getTime() < now) {
    nextMonth++;
    if (nextMonth > 12) {
      nextMonth = 1;
      nextYear++;
    }
    nextDate.setFullYear(nextYear, nextMonth - 1, nextDay);
  }
  
  return nextDate;
}

function getNextValidValue(exp, currentValue) {
  // TODO：根據(jù)表達(dá)式解析出下一個合法的值
  // 略去具體實現(xiàn)
  return 0;
}

三、Cron表達(dá)式在線解析

為了方便用戶查詢指定Cron表達(dá)式的下一次執(zhí)行時間點，我們可以提供一個在線的解析工具，用戶只需要將表達(dá)式粘貼到輸入框中，即可得到下一次的執(zhí)行時間：

function parseCronExpression() {
  let cronExp = document.getElementById("cron-exp-input").value;
  let nextExecutionTime = getNextExecutionTime(cronExp);
  document.getElementById("next-execution-time").innerHTML = nextExecutionTime;
}

四、Cron表達(dá)式每5分鐘

有時候我們需要將任務(wù)設(shè)置成每5分鐘一次執(zhí)行，這時候就需要使用*/5來指定：

0 */5 * * * *

五、Cron表達(dá)式解析

對于Cron表達(dá)式的解析，其實就是將表達(dá)式的各個部分解析出來，并根據(jù)這些部分計算下一次的執(zhí)行時間點。下面是一個完整的Cron表達(dá)式解析器的實現(xiàn)，它可以解析所有Cron表達(dá)式，并計算出下一次的執(zhí)行時間點：

function parseCronExpression(cronExp) {
  let cronArr = cronExp.split(" ");
  let now = Date.now();
  
  // 解析分鐘表達(dá)式
  let minuteExp = cronArr[0];
  let nextMinute = getNextValidValues(minuteExp, new Date(now).getMinutes());
  
  // 解析小時表達(dá)式
  let hourExp = cronArr[1];
  let nextHour = getNextValidValues(hourExp, new Date(now).getHours());
  
  // 解析日表達(dá)式
  let dayExp = cronArr[2];
  let nextDay = getNextValidValues(dayExp, new Date(now).getDate());
  
  // 解析月表達(dá)式
  let monthExp = cronArr[3];
  let nextMonth = getNextValidValues(monthExp, new Date(now).getMonth() + 1);
  
  // 解析星期表達(dá)式
  let weekExp = cronArr[4];
  let nextWeekDay = getNextValidValues(weekExp, new Date(now).getDay());
  
  // 解析年表達(dá)式
  let yearExp = cronArr[5];
  let nextYear = getNextValidValues(yearExp, new Date(now).getFullYear());
  
  let nextExecutionTimes = [];
  
  for (let i = 0; i < nextMinute.length; i++) {
    for (let j = 0; j < nextHour.length; j++) {
      for (let k = 0; k < nextDay.length; k++) {
        for (let l = 0; l < nextMonth.length; l++) {
          let date = new Date(nextYear[0], nextMonth[l] - 1, nextDay[k], nextHour[j], nextMinute[i]);
          while (date.getTime() < now) {
            // 如果時間已經(jīng)過去了，則需要加上一個周期
            if (monthExp === "*" && weekExp === "*") {
              // 每天執(zhí)行的任務(wù)
              date.setDate(date.getDate() + 1);
            } else if (monthExp === "*" && weekExp !== "*") {
              // 每周某一天執(zhí)行的任務(wù)
              date.setDate(date.getDate() + 7);
            } else if (monthExp !== "*" && weekExp === "*") {
              // 每月某一天執(zhí)行的任務(wù)
              let tempDate = new Date(date.getFullYear(), date.getMonth() + 1, 0);
              date.setDate(tempDate.getDate() + 1);
              if (date.getMonth() + 1 !== nextMonth[l]) {
                // 某個月沒有對應(yīng)日期，需要調(diào)整到下一個合法日期
                date.setDate(1);
                date.setMonth(date.getMonth() + 1);
              }
            } else {
              // 每年某一天執(zhí)行的任務(wù)
              let tempDate = new Date(date.getFullYear(), nextMonth[l], 0);
              date.setDate(tempDate.getDate() + 1);
              if (date.getMonth() + 1 !== nextMonth[l] || date.getDay() !== nextWeekDay[0]) {
                // 某個月沒有對應(yīng)的星期，或者對應(yīng)的星期不是指定的星期，需要調(diào)整到下一個合法日期
                date.setDate(1);
                date.setMonth(date.getMonth() + 1);
                while (date.getDay() !== nextWeekDay[0]) {
                  date.setDate(date.getDate() + 1);
                }
              }
            }
          }
          
          nextExecutionTimes.push(date);
        }
      }
    }
  }
  
  return nextExecutionTimes;
}

function getNextValidValues(exp, currentValue) {
  let result = [];
  if (exp === "*") {
    // 如果表達(dá)式為*，則返回對應(yīng)取值范圍內(nèi)的所有值
    for (let i = getMinValue(exp); i <= getMaxValue(exp); i++) {
      result.push(i);
    }
  } else if (exp.indexOf("/") !== -1) {
    // 如果表達(dá)式中包含/，則按照步長來獲取合法值
    let arr = exp.split("/");
    let startValue = getMinValue(arr[0]);
    let step = parseInt(arr[1]);
    for (let i = startValue; i <= getMaxValue(exp); i += step) {
      result.push(i);
    }
  } else if (exp.indexOf(",") !== -1) {
    // 如果表達(dá)式中包含,，則將其拆分成多個子表達(dá)式
    let arr = exp.split(",");
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
      result = result.concat(getNextValidValues(arr[i], currentValue));
    }
    result = Array.from(new Set(result)); // 去重
    result.sort(function(a, b) { return a - b; }); // 排序
  } else if (exp.indexOf("-") !== -1) {
    // 如果表達(dá)式中包含-，則按照范圍來獲取合法值
    let arr = exp.split("-");
    let minValue = parseInt(arr[0]);
    let maxValue = parseInt(arr[1]);
    for (let i = minValue; i <= maxValue; i++) {
      result.push(i);
    }
  } else {
    // 如果表達(dá)式為單個數(shù)值，則直接返回該值
    result.push(parseInt(exp));
  }
  
  // 對于星期表達(dá)式，還需要特殊處理，因為星期的取值范圍是0~6，但是Date對象中的星期是從0開始的
  // 因此需要將所有星期的值+1，如果越界了則取模
  if (exp.startsWith("0") && result.indexOf(7) !== -1) {
    result.push(0);
  } else if (exp.startsWith("7") && result.indexOf(0) !== -1) {
    result.push(7);
  }
  result = result.map(function(value) { return (value === 7 ? 0 : value + 1); });
  for (let i = 0; i < result.length; i++) {
    result[i] %= 7;
  }
  
  // 如果當(dāng)前值不在合法值的范圍內(nèi)，需要找到比它大的第一個合法值
  let index = result.indexOf(currentValue);
  if (index === -1) {
    for (let i = 0; i < result.length; i++) {
      if (result[i] > currentValue) {
        index = i;
        break;
      }
    }
  }
  
  // 如果當(dāng)前值在合法值的范圍內(nèi)，直接從它開始向后找到下一個合法值
  if (index !== -1) {
    for (let i = index; i < result.length; i++) {
      if (result[i] >= currentValue) {
        result = result.slice(i);
        break;
      }
    }
  }
  
  // 如果找不到合法值，說明下一次執(zhí)行時間已經(jīng)超過了指定的時間范圍，這時候需要將結(jié)果清空
  if (result.length === 0) {
    result.push(getMinValue(exp));
  }
  
  return result;
}

function getMinValue(exp) {
  // TODO：根據(jù)表達(dá)式獲取取值范圍的最小值
  // 略去具體實現(xiàn)
  return 0;
}

function getMaxValue(exp) {
  // TODO：根據(jù)表達(dá)式獲取取值范圍的最大值
  // 略去具體實現(xiàn)
  return 59;
}

六、Cron表達(dá)式在線生成器

除了簡單的Cron表達(dá)式生成器之外，我們還可以提供一個功能更加強(qiáng)大的在線生成器，讓用戶可以通過界面來選擇更加復(fù)雜的任務(wù)執(zhí)行計劃：

// 界面部分
// 略...

// 事件處理部分
function generateCronExpression() {
  let minuteExp = getCronExp("minute");
  let hourExp = getCronExp("hour");
  let dayExp = getCronExp("day");
  let monthExp = getCronExp("month");
  let weekExp = getCronExp("week");
  
  let