分布式任务调度框架的由来及对比
在大型业务业务系统中,不可避免会出现一些需要定时执行需求的场景,例如定时同步数据,定时清洗数据,定时生成报表,大量机器一同执行某个任务,甚至有些需要分布式处理的任务例如需要更新一大批数据,单机耗时太长需要进行任务分发,利用集群的计算能力等等
现今为止,市面上流行的作业调度框架有老牌的Quartz、基于Quartz的elastic-job和原先基于Quartz后面移除依赖的xxl-job,Quartz可以视为第一代任务调度框架,基本上是现有所有分布式调度框架的“祖宗”。它不提供Web界面,只能通过API完成任务的配置,使用起来不够方便和灵活,同时它仅支持单机执行,无法有效利用整个集群的计算能力。
xxl-job可以视为第二代任务调度框架,在一定程度上解决了Quartz的不足,在过去几年中是个非常优秀的调度框架,不过放到今天来看,还是存在着一些不足的:
- 例如数据库支持单一: 仅支持MySQL,使用其他DB需要自己改代码
- 有限的分布式计算能力: 仅支持静态分片,无法很好的完成复杂任务的计算
- 不支持工作流: 无法配置各个任务之间的依赖关系,不适用于有DAG需求的场景
PowerJob可以被认为是第三代任务调度框架,它是新一代分布式任务调度与计算框架,支持CRON、API、固定频率、固定延迟等调度策略,提供工作流来编排任务解决依赖关系,能让您轻松完成作业的调度与繁杂任务的分布式计算,在任务调度的基础上,还额外提供了分布式计算和工作流功能,其主要特性如下:
- 使用简单: 提供前端Web界面,允许开发者可视化地完成调度任务的管理(增、删、改、查)、任务运行状态监控和运行日志查看等功能
- 定时策略完善: 支持CRON表达式、固定频率、固定延迟和API四种定时调度策略
- 执行模式丰富:支持单机、广播、Map、MapReduce四种执行模式,其中Map/MapReduce处理器能使开发者寥寥数行代码便获得集群分布式计算的能力
- DAG工作流支持: 支持在线配置任务依赖关系,可视化得对任务进行编排,同时还支持上下游任务间的数据传递
- 执行器支持广泛: 支持SpringBean、内置/外置Java类、Shell、Python等处理器,应用范围广
- 运维便捷:支持在线日志功能,执行器产生的日志可以在前端控制台页面实时显示,降低debug成本,极大地提高开发效率
- 依赖精简:最小仅依赖关系型数据库(MySQL/PostgreSQL/Oracle/MS SQLServer…),同时支持所有Spring Data JPA所支持的关系型数据库
- 高可用&高性能:调度服务器经过精心设计,一改其他调度框架基于数据库锁的策略,实现了无锁化调度。部署多个调度服务器可以同时实现高可用和性能的提升(支持无限的水平扩展)
- 故障转移与恢复: 任务执行失败后,可根据配置的重试策略完成重试,只要执行器集群有足够的计算节点,任务就能顺利完成
QuartZ | xxl-job | SchedulerX2.0 | Power-job | |
---|---|---|---|---|
定时类型 | CRON | CRON | CRON、固定频率、固定延迟、OpenAPI | CRON、固定频率、固定延迟、OpenAPI |
任务类型 | 内置Java | 内置Java、GLUE Java、Shell、Python等脚本 | 内置Java、外置Java(FatJar)、Shell、Python等脚本 | 内置Java、外置Java(容器)、Shell、Python等脚本 |
分布式任务 | 无 | 静态分片 | MapReduce动态分片 | MapReduce动态分片 |
在线任务治理 | 不支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
日志白屏化 | 不支持 | 支持 | 不支持 | 支持 |
调度方式及性能 | 基于数据库锁、有性能瓶颈 | 基于数据库锁、有性能瓶颈 | — | 无锁化设计、性能空间极大 |
系统依赖 | JDBC支持的关系型数据库类似于MySQL、Oracle等 | MySQL | 公测期间免费、增加需付费 | 任意Spring Data Jpa支持的关系型数据库 |
报警监控 | 无 | 邮件 | 短信 | 邮件且提供了可扩展接口 |
DAG工作流 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
Power-Job分布式任务调度框架
Power-Job项目初始化
Administrator@DESKTOP-173DTHK MINGW64 /d/E/Programs
$ git clone https://github.com/KFCFans/PowerJob.git
Cloning into 'PowerJob'...
remote: Enumerating objects: 28221, done.
remote: Counting objects: 100% (423/423), done.
remote: Compressing objects: 100% (147/147), done.
remote: Total 28221 (delta 121), reused 422 (delta 121), pack-reused 27798
Receiving objects: 100% (28221/28221), 18.96 MiB | 286.00 KiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (11330/11330), done.
Administrator@DESKTOP-173DTHK MINGW64 /d/E/Programs
导入 IDE,源码结构如下,我们需要启动调度服务器(powerjob-server),同时在 samples 工程中编写自己的处理器代码
PowerJob由调度服务器(powerjob-server)和执行器(powerjob-worker)两部分组成,powerjob-server负责提供Web服务和完成任务的调度,powerjob-worker则负责执行用户所编写的任务代码,同时提供分布式计算能力
启动调度服务器
- 创建数据库(仅需要创建数据库):
create database `powerjob-daily` default character set utf8mb4 collate utf8mb4_general_ci;
- 修改配置文件,配置文件的说明官方文档写的非常详细,需要修改的地方(路径:
PowerJob/powerjob-server/powerjob-server-starter/src/main/resources/application-daily.properties
)为数据库配置:spring.datasource.core.jdbc-url
spring.datasource.core.username
spring.datasource.core.password
mongoDB 的同学也可以修改spring.data.mongodb.uri
powerjob-server 日常环境配置文件:application-daily.properties
oms.env=DAILY
logging.config=classpath:logback-dev.xml
####### 外部数据库配置(需要用户更改为自己的数据库配置) #######
spring.datasource.core.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.core.jdbc-url=jdbc:mysql://localhost:3306/powerjob-daily?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.datasource.core.username=root
spring.datasource.core.password=No1Bug2Please3!
spring.datasource.core.hikari.maximum-pool-size=20
spring.datasource.core.hikari.minimum-idle=5
####### mongoDB配置,非核心依赖,通过配置 oms.mongodb.enable=false 来关闭 #######
oms.mongodb.enable=true
spring.data.mongodb.uri=mongodb://localhost:27017/powerjob-daily
####### 邮件配置(不需要邮件报警可以删除以下配置来避免报错) #######
spring.mail.host=smtp.163.com
spring.mail.username=zqq@163.com
spring.mail.password=GOFZPNARMVKCGONV
spring.mail.properties.mail.smtp.auth=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.enable=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.required=true
####### 资源清理配置 #######
oms.instanceinfo.retention=1
oms.container.retention.local=1
oms.container.retention.remote=-1
####### 缓存配置 #######
oms.instance.metadata.cache.size=1024
如果你暂时没有可用的数据库进行测试,那么可以使用以下数据库配置来一键启动 server
spring.datasource.core.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.core.jdbc-url=jdbc:h2:file:~/h2/powerjob-daily-test
spring.datasource.core.username=sa
spring.datasource.core.password=
- 完成配置文件的修改后,可以直接通过启动类 tech.powerjob.server.PowerJobServerApplication 启动调度服务器(注意:需要使用 daily 配置文件启动,可自行百度搜索“SpringBoot 指定配置文件启动”),观察启动日志,查看是否启动成功~启动成功后,访问 http://127.0.0.1:7700/ ,如果能顺利出现 Web 界面,则说明调度服务器启动成功!
- 注册应用:点击主页应用注册按钮,填入 powerjob-agent-test 和控制台密码(用于进入控制台),注册示例应用(当然你也可以注册其他的 appName,只是别忘记在示例程序中同步修改~)
编写示例代码
进入示例工程(powerjob-worker-samples),修改配置文件连接powerjob-server并编写自己的处理器代码
- 修改 powerjob-worker-samples 的 application.properties,将 powerjob.worker.app-name 改为刚刚在控制台注册的名称
server.port=8081
spring.jpa.open-in-view=false
########### powerjob-worker 配置 ###########
# akka 工作端口,可选,默认 27777
powerjob.worker.akka-port=27777
# 接入应用名称,用于分组隔离,推荐填写 本 Java 项目名称
powerjob.worker.app-name=powerjob-agent-test
# 调度服务器地址,IP:Port 或 域名,多值逗号分隔
powerjob.worker.server-address=127.0.0.1:7700,127.0.0.1:7701
# 持久化方式,可选,默认 disk
powerjob.worker.store-strategy=disk
# 任务返回结果信息的最大长度,超过这个长度的信息会被截断,默认 8192
powerjob.worker.max-result-length=4096
# 单个任务追加的工作流上下文最大长度,超过这个长度的会被直接丢弃,默认 8192
powerjob.worker.max-appended-wf-context-length=4096
- 编写自己的处理器:随便找个地方新建类,继承你想要使用的处理器(各个处理器的介绍可见官方文档官方文档,文档非常详细),这里为了简单演示,选择使用单机处理器 BasicProcessor,以下是代码示例
@Slf4j
@Component
public class StandaloneProcessorDemo implements BasicProcessor {
@Override
public ProcessResult process(TaskContext context) throws Exception {
// PowerJob 在线日志功能,使用该 Logger 打印的日志可以直接在 PowerJob 控制台查看
OmsLogger omsLogger = context.getOmsLogger();
omsLogger.info("StandaloneProcessorDemo start process,context is {}.", context);
return new ProcessResult(true, "process successfully~");
}
}
- 启动示例程序,即直接运行主类
tech.powerjob.samples.SampleApplication
,观察控制台输出信息,判断是否启动成功。
任务的配置与运行
调度服务器与示例工程都启动完毕后,再次前往Web页面( http://127.0.0.1:7700/ ),进行任务的配置与运行
-
在首页输入框输入配置的应用名称,成功操作后会正式进入前端管理界面
-
点击任务管理 -> 新建任务(右上角),开始创建任务
● 任务名称:名称
● 任务描述:描述
● 任务参数:任务处理时能够获取到的参数(即各个 Processor 的 process 方法入参 TaskContext 对象的jobParams 属性)(进行一次处理器开发就能理解了)
● 定时信息:该任务的触发方式,由下拉框和输入框组成
○ API -> 不需要填写任何参数,表明该任务由OpenAPI
触发,不会被调度器主动调度执行
○ CRON -> 填写 CRON 表达式(在线生成)
○ 固定频率 -> 任务以固定的频率执行,填写整数,单位毫秒
○ 固定延迟 -> 任务以固定的延迟执行,填写整数,单位毫秒
○ 工作流 -> 不需要填写任何参数,表明该任务由工作流(workflow)触发
● 执行配置:由执行类型(单机、广播和 MapReduce )、处理器类型和处理器参数组成,后两项相互关联。
○ 内置Java处理器 -> 填写该处理器的全限定类名(eg, tech.powerjob.samples.processors.MapReduceProcessorDemo)
○ Java容器 -> 填写容器ID#处理器全限定类名(eg,1#cn.edu.zju.oms.container.ContainerMRProcessor)
○ SHELL、Python、SQL 、HTTP 等任务的执行:官方处理器的使用教程
● 运行配置
○ 最大实例数:该任务同时执行的数量,0 代表不限制实例数量
○ 单机线程并发数:该实例执行过程中每个 Worker 使用的线程数量(MapReduce 任务生效,其余无论填什么,都只会使用必要的线程数)
○ 运行时间限制:限定任务的最大运行时间,超时则视为失败,单位毫秒,0 代表不限制超时时间(不建议不限制超时时间)。
● 重试配置:
○ Instance 重试次数:实例级别,失败了整个任务实例重试,会更换 TaskTracker(本次任务实例的Master节点),代价较大,大型Map/MapReduce慎用
○ Task 重试次数:Task 级别,每个子 Task 失败后单独重试,会更换 ProcessorTracker(本次任务实际执行的 Worker 节点),代价较小,推荐使用
○ 注:请注意同时配置任务重试次数和子任务重试次数之后的重试放大,比如对于单机任务来说,假如任务重试次数和子任务重试次数都配置了 1 且都执行失败,实际执行次数会变成 4 次!推荐任务实例重试配置为 0,子任务重试次数根据实际情况配置
● 机器配置:用来标明允许执行任务的机器状态,避开那些摇摇欲坠的机器,0 代表无任何限制
○ 最低 CPU 核心数:填写浮点数,CPU 可用核心数小于该值的 Worker 将不会执行该任务
○ 最低内存(GB):填写浮点数,可用内存小于该值的 Worker 将不会执行该任务
○ 最低磁盘(GB):填写浮点数,可用磁盘空间小于该值的 Worker 将不会执行该任务
● 集群配置
○ 执行机器地址:指定集群中的某几台机器执行任务( debug 的好帮手),多值英文逗号分割,如192.168.1.1:27777,192.168.1.2:27777
○ 最大执行机器数量:限定调动执行的机器数量
● 报警配置:选择任务执行失败后报警通知的对象,需要事先录入
- 完成任务创建后,即可在控制台看到刚才创建的任务,如果觉得等待调度太过于漫长,可以直接点击运行按钮,立即运行本任务
- 前往任务示例边栏,查看任务的运行状态和在线日志
更多功能示例可见官方文档,工作流、MapReduce、容器等高级特性官方视频