React + Springboot + Quartz，从0实现Excel报表自动化

一、项目背景

企业日常工作中需要制作大量的报表，比如商品的销量、销售额、库存详情、员工打卡信息、保险报销、办公用品采购、差旅报销、项目进度等等，都需要制作统计图表以更直观地查阅。但是报表的制作往往需要耗费大量的时间，即使复用制作好的报表模版，一次次周期性对数据的复制粘贴操作也很耗人，同时模版在此过程中也会逐渐变得面目全非。
基于此，我们需要挖掘数据背后隐藏的关联信息，将人工的常规性操作抽离出来，使用工具和代码去实现，这个过程就称之为报表自动化。文内附前后端demo项目源码，家人们自行下载即可。

二、报表自动化的优势

报表自动化带来的价值有哪些呢？
1、节省时间，提高效率
身处信息爆炸的时代，任何一家企业都有体量庞大、结构复杂、各种各样的数据，多类数据交互融合，对其进行分析经常伴随着大量人力资源的消耗。自动化报表通过合理的设计，独立出各个业务功能模块，后续重复引用该模块，实现重复操作的代码复用。
对于固定流程或逻辑的一些操作，计算机的执行速度是人力不可及的，为我们节省了时间，可以投入更有意义的工作。
2、降低出错率
人工操作总是受太多不可控因素影响，存在各种出错的潜在可能。与之相比，自动化意味着通过编码手段实现了持久化的逻辑、流程，经过重复的测试验证之后，便可完全信任该程序。在重复性的工作场景下机器产出的稳定性远高于人工操作。
3、时效性高
日报、周报、月报这种周期性的报表，人为操作很难控制时间的准确性，但是通过代码控制可以最大程度的保证其定点触发操作。

三、系统功能点

1. 任务配置灵活：支持根据业务需求，通过界面操作控制任务的启停状态，任务对应生成的文件类型等。
2. 报表模版设计自由：业务人员可根据对应任务配置的预览数据自定义报表模版，然后将其保存生效。
3. 前端预览：支持从前端预览报表详情。
4. 定时发送：定时生成报表文件并将其同步到微信群。
5. 支持多种类型：支持Excel、PDF、图表等文件类型的报表格式。
6. 数据自动抽取：动态读取数据库中的数据生成报表。
7. 模版和数据独立存储：使用在线表格设计器编辑模版，存储时只保存模版，数据从数据库加载。

四、方案设计

1、整体流程

报表自动化的起点是能对接数据源，期间能自动化的生成事先设计好格式的报表，最终通过企业微信自动推送消息。具体流程可以分为3个步骤：
1.报表模版设计
2.对接数据源：从数据库中读取数据，动态适配数据模版。
3.自动化过程实现：利用定时任务，定时捞取数据，借助GcExcel生成对应类型的文件，通过对接企业微信的API，将文件同步到微信群。

2、技术栈

前端：React+SpreadJS
Demo地址：https://gcdn.grapecity.com.cn...
后端：Java+GcExcel+Mysql+Quartz
Demo地址：
https://gcdn.grapecity.com.cn...

3、具体实现

3.1 数据库表设计

note：此为测试demo，故没有创建主键索引之外的索引。
3.1.1 任务配置列表 task_config
依赖Quartz组件实现定时任务。读取任务配置表中启动状态的任务配置，按照任务类型读取对应数据源的增量更新数据。

字段名称	字段类型	字段含义	备注
id	long	ID	自增主键
task_id	varchar	任务ID
task_type	varchar	任务类型	和任务内容对应，比如订单/物流单信息
task_name	varchar	任务名称
task_status	int	任务状态	1:启动 0:终止 只有启动状态的配置才能生成任务信息
task_context	text	任务内容	模版信息，按照模版绑定数据源
save_type	char	保存类型	保存文件的类型 excel/PDF
time_span	int	执行任务的时间间隔	单位s。
operator	char	操作者	便于追溯
create_time	dateTime	创建时间
update_time	dateTime	更新时间

SQL
CREATE TABLE `task_config` (
    `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
    `task_id` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '任务ID',
    `task_type` VARCHAR(64) DEFAULT NULL DEFAULT '' COMMENT '任务类型',
    `task_name` VARCHAR(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '任务名称',
    `task_status` TINYINT(4) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '任务状态：1:启动   0:终止',
    `task_context` text COMMENT '任务模版信息',
    `time_span` TINYINT(4) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '时间间隔，单位s',
    `operator` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '操作人',
    `create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    `update_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
)  ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8MB4 COMMENT='任务配置表';

3.1.2 订单信息表 order
订单相关数据源信息，对应订单类的报表任务。

字段名称	字段类型	字段含义	备注
ID	long	自增ID
order_id	char	订单号
order_amount	decimal	订单金额
order_discount	decimal	订单优惠金额
shipping_fee	decimal	订单运费
receiver_name	varchar	下单人姓名
receiver_state	varchar	省
receiver_city	varchar	市
receiver_district	varchar	区
receiver_address	varchar	详细地址
create_time	dateTime	创建时间
update_time	dateTime	更新时间

SQL
CREATE TABLE `order` (
    `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
    `order_id` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '订单ID',
    `order_amount` DECIMAL DEFAULT NULL DEFAULT 0 COMMENT '订单金额',
    `order_discount` DECIMAL DEFAULT NULL DEFAULT 0 COMMENT '订单折扣金额',
    `shipping_fee` DECIMAL DEFAULT NULL DEFAULT 0 COMMENT '运费',
    `receiver_name` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '收件人姓名',
    `receiver_state` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '省',
    `receiver_city` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '市',
    `receiver_district` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '区',
    `receiver_address` VARCHAR(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '详细地址',
    `create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    `update_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
)  ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8MB4 COMMENT='订单表';

3.1.3 发货单表 waybill
发货单相关数据源信息，对应发货单类的报表任务。

字段名称	字段类型	字段含义	备注
ID	long	自增ID
order_id	char	订单号
waybill_id	char	物流单号ID
express_sn	varchar	物流编号
express_name	varchar	物流公司
receiver_name	varchar	下单人姓名
receiver_state	varchar	省
receiver_city	varchar	市
receiver_district	varchar	区
receiver_address	varchar	详细地址
out_time	dateTime	发货时间
create_time	dateTime	创建时间
update_time	dateTime	更新时间

SQL
CREATE TABLE `waybill` (
    `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
    `order_id` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '订单ID',
    `waybill_id` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '发货单ID',
    `express_sn` VARCHAR(128) DEFAULT NULL DEFAULT '' COMMENT '物流单号',
    `express_name` VARCHAR(64) DEFAULT NULL DEFAULT '' COMMENT '物流公司名称',
    `receiver_name` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '收件人姓名',
    `receiver_state` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '省',
    `receiver_city` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '市',
    `receiver_district` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '区',
    `receiver_address` VARCHAR(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '详细地址',
    `out_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '发货时间',
    `create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    `update_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
)  ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8MB4 COMMENT='发货单表';

3.2 功能拆解

1、前端实现
前端使用React框架，嵌入了SpreadJS组件，初始化时从后端读取任务配置列表数据并展示。可从前端配置任务规则，主要是配置模版信息。

2、后端
后端是一个SpringBoot项目，嵌入GcExcel组件对编辑、导出等操作，同时借助Quartz定时任务调度框架实现定时任务的管理，并接入了企业微信暴露的群机器人消息对接API，发送消息到企业微信群。
定时任务调度框架Quartz
Quartz的三个核心概念：调度器、任务、触发器，三者之间的关系是：
一个作业，比较重要的三个要素就是Scheduler，JobDetail，Trigger；而Trigger对于Job而言就好比一个驱动器，没有触发器来定时驱动作业，作业就无法运行；对于Job而言，一个Job可以对应多个Trigger，但对于Trigger而言，一个Trigger只能对应一个Job，所以一个Trigger只能被指派给一个Job；如果你需要一个更复杂的触发计划，可以创建多个Trigger并指派它们给同一个Job。

调度器的主要API

Java
//绑定jobDetail与trigger
scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
//检查JobDetail是否存在 
scheduler.checkExists(JobKey.jobKey(name, group))  
//检查Trigger是否存在      
scheduler.checkExists(TriggerKey.triggerKey(name, group)) 
//删除jobDetail       
scheduler.deleteJob(JobKey.jobKey(name, group)) 
//立即执行一次指定的任务               
scheduler.triggerJob(JobKey.jobKey(name, group), dataMap) 
//启动任务调度       
scheduler.start();       
//暂停指定的job         
scheduler.pauseJob(jobKey);   
//任务调度挂起，即暂停操作     
scheduler.standby();   
//关闭任务调度，同shutdown(false)     
scheduler.shutdown();    
//表示等待所有正在执行的Job执行完毕之后，再关闭Scheduler    
scheduler.shutdown(true);    
// 表示直接关闭Scheduler   
scheduler.shutdown(false);

定时任务出发规则：
1、使用cron表达式 定时发送

Java
Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
        .withIdentity("trigger1", "group1")
        .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("0/5 * * * * ?"))  // 日历
        .build();

2、使用simpleTrigger触发器
为那种需要在特定的日期/时间启动，且以一个可能的间隔时间重复执行 n 次的 Job 所设计的。

JavaScript
//立即开始执行，2秒执行一次，重复3次，3秒后结束执行（当重复次数或者结束时间有一个先达到时，就会停止执行）
Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()
                .withIdentity("trigger1", "triggerGroup1")
                .startNow()
                .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(2).withRepeatCount(3))
                .endAt(new Date(new Date().getTime() + 3000L))
                .build();

五、效果演示

使用步骤说明：

整个页面布局可以分为两大部分，上半部分为从数据库中读取的任务配置列表，下半部分为SpreadJS的Designer模块。在前端配置任务规则后，后端服务会读取具体的任务配置信息，调度任务进行生产。整个操作可以分为以下几个步骤：
1)、读取任务配置数据到React表格中。
2)、选中特定的任务配置项，读取对应数据源的数据到Worksheet中展示。
3)、编辑报表任务模版并保存。
由于json文件是存储在mysql数据库表中的一个字段中，若字段太大会导致溢出且影响性能，故仅保存样式，后端进行数据源动态查询去适配生成报表。
一个完整的json对象示例如下所示：

JSON
{"version":"15.0.2","sheetCount":1,"customList":[],"sheets":{"order":{"name":"order","isSelected":true,"rowCount":20,"columnCount":13,"frozenTrailingRowStickToEdge":true,"frozenTrailingColumnStickToEdge":true,"theme":"Office","data":{"defaultDataNode":{"style":{"themeFont":"Body"}}},"rowHeaderData":{"defaultDataNode":{"style":{"themeFont":"Body"}}},"colHeaderData":{"defaultDataNode":{"style":{"themeFont":"Body"}}},"columns":[{"name":"receiverName","displayName":"姓名","size":60,"visible":true},{"name":"orderAmount","displayName":"订单金额","size":80,"visible":true},{"name":"orderDiscount","displayName":"订单折扣","size":60,"visible":true}],"leftCellIndex":0,"topCellIndex":0,"selections":{"activeSelectedRangeIndex":-1,"length":0},"autoGenerateColumns":false,"rowOutlines":{"items":[]},"columnOutlines":{"items":[]},"cellStates":{},"states":{},"outlineColumnOptions":{},"autoMergeRangeInfos":[],"charts":[{"name":"Chart 1","x":4,"y":4,"width":480,"height":300,"startRow":0,"startRowOffset":4,"startColumn":0,"startColumnOffset":4,"endRow":15,"endRowOffset":4,"endColumn":7,"endColumnOffset":36,"isSelected":true,"typeName":"2","chartSpace":{"typeName":"chartSpace","roundedCorners":false,"chart":{"title":{"tx":{"rich":{"p":[{"elements":[{"elementType":0,"t":"Amount","rPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":18.67,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}}],"pPr":{"defRPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":18.67,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}},"endParaRPr":{}}],"bodyPr":{},"lstStyle":{}}},"overlay":false,"spPr":{"noFill":true,"ln":{"noFill":true},"effectLst":{}}},"autoTitleDeleted":false,"plotArea":{"axes":[{"axisType":0,"axId":59604390,"delete":false,"majorTickMark":2,"minorTickMark":2,"tickLblPos":2,"title":null,"axPos":0,"scaling":{"orientation":1},"spPr":{"ln":{"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[15000],"lumOff":[85000]}}}},"numFmt":{"formatCode":"General"},"txPr":{"p":[{"elements":[{"elementType":0,"t":"","rPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":12,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}}],"pPr":{"defRPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":12,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}},"endParaRPr":{}}]},"auto":true,"lblOffset":0,"tickMarkSkip":1,"noMultiLvlLbl":true,"AxisGroup":0,"AxisType":0,"crosses":1,"crossAx":36407267},{"axisType":3,"axId":36407267,"delete":false,"majorTickMark":2,"minorTickMark":2,"tickLblPos":2,"title":null,"axPos":1,"scaling":{"orientation":1},"spPr":{"ln":{"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[15000],"lumOff":[85000]}}}},"numFmt":{"formatCode":"General"},"txPr":{"p":[{"elements":[{"elementType":0,"t":"","rPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":12,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}}],"pPr":{"defRPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":12,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}},"endParaRPr":{}}]},"majorGridlines":{"spPr":{"ln":{"solidFill":{"srgbClr":{"val":[217,217,217]}},"w":1},"effectLst":{}}},"AxisGroup":0,"AxisType":1,"crosses":1,"crossBetween":0,"crossAx":59604390}],"chartGroups":[{"chartType":6,"ser":[{"seriesType":0,"idx":0,"order":0,"cat":{"strRef":{"f":"order!$A$1:$A$2"}},"val":{"numRef":{"f":"order!$B$1:$B$2","numCache":{"formatCode":"General"}}},"shape":2,"invertIfNegative":false},{"seriesType":0,"idx":1,"order":1,"cat":{"strRef":{"f":"order!$A$1:$A$2"}},"val":{"numRef":{"f":"order!$C$1:$C$2","numCache":{"formatCode":"General"}}},"shape":2,"invertIfNegative":false}],"axId":[59604390,36407267],"barDir":1,"grouping":1,"gapWidth":150,"varyColors":false,"overlap":-27}],"spPr":{"noFill":true,"ln":{"noFill":true}}},"legend":{"legendPos":4,"spPr":{"noFill":true,"ln":{"noFill":true}},"txPr":{"p":[{"elements":[{"elementType":0,"t":"","rPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":12,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}}],"pPr":{"defRPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"sz":12,"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}},"endParaRPr":{}}]}},"plotVisOnly":true,"dispBlanksAs":1,"dispNaAsBlank":false},"spPr":{"solidFill":{"schemeClr":{"val":0}},"ln":{"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[15000],"lumOff":[85000]}},"w":1}},"txPr":{"p":[{"elements":[{"elementType":0,"t":"","rPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}}],"pPr":{"defRPr":{"latin":{"typeface":"+mn-lt"},"b":false,"solidFill":{"schemeClr":{"val":1,"lumMod":[65000],"lumOff":[35000]}}}},"endParaRPr":{}}]}},"useAnimation":false}],"preserveUnsupportedChartFlag":false,"printInfo":{"paperSize":{"width":850,"height":1100,"kind":1}},"shapeCollectionOption":{"snapMode":0},"index":0}},"sheetTabCount":0,"pivotCaches":{},"i0c":0}

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