Kubernetes的主要任务是保证Pod中的应用长久稳定的运行,但是我们有时候也需要一些只需要运行一次,执行完就退出了的"短时"任务,这时候使用Deployment等这类控制器就无法满足我们的需求,Kubernetes就诞生了Job Controller,专门用来处理这类需求。
1、Job
1.1、基本操作
Job负责处理仅执行一次的任务,它保证批处理的任务的一个或多个成功结束,我们可以通过kubectl explain job来查看具体语法,如下:
[root@master ~]# kubectl explain job KIND: Job VERSION: batch/v1 DESCRIPTION: Job represents the configuration of a single job. FIELDS: apiVersion <string> APIVersion defines the versioned schema of this representation of an object. Servers should convert recognized schemas to the latest internal value, and may reject unrecognized values. More info: https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#resources kind <string> Kind is a string value representing the REST resource this object represents. Servers may infer this from the endpoint the client submits requests to. Cannot be updated. In CamelCase. More info: https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#types-kinds metadata <Object> Standard object's metadata. More info: https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#metadata spec <Object> Specification of the desired behavior of a job. More info: https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status status <Object> Current status of a job. More info: https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status
从上面可以看到跟我们定义Deployment,Pod的语法是差不多的,下面我们定义一个Job的YAML文件:
job-demo.yaml apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: job-demo namespace: default spec: template: metadata: name: job-demo spec: containers: - name: test-job image: busybox imagePullPolicy: IfNotPresent command: - "/bin/sh" - "-c" args: - "for i in $(seq 10); do echo $i; done" restartPolicy: Never backoffLimit: 4
从上面的YAML文件我们可以看到Job的spec里就是我们熟悉的Pod模板。我们执行kubectl apply -f job-demo.yaml,查看运行信息:
[root@master job]# kubectl get job NAME COMPLETIONS DURATION AGE job-demo 1/1 5s 7s
从上面可以看到在Pod里自动生成了一个controller-uid的label,然后在Job的selector也会自动加上这个label,这就建立Job和它管理的Pod之间的对应关系。
接下来我们查看这个Pod的状态,如下:
[root@master job]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE job-demo-f9hmn 0/1 Completed 0 2m35s
我们可以看到执行结束后,STATUS变成了Completed状态,而且RESTARTS为0(表示为重启)。我们也可以看一下这个Pod的日志。
我们可以看到这个Pod只运行了一次。
那么如果这个任务执行失败了呢?比如我们将上面的YAML文件中的args参数随便改一个非Linux命令,如下:
......
args:
- "xxxxxx"
......
然后我们查看Pod的状态:
[root@master job]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE job-demo-2ccjq 0/1 Error 0 11s job-demo-hwss6 0/1 ContainerCreating 0 3s
我们看到这个Job任务没有执行成功,我们定义了restartPolicy=Never,这时候Job Controller就会创建一个新的Pod。我们在Job的YAML文件里定义了backoffLimit=4,这表明重试次数只有4次,默认是6次,4次重试都还未成功,则这个Job则失败:
[root@master job]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE job-demo-2ccjq 0/1 Error 0 3m21s job-demo-2kdpc 0/1 Error 0 2m43s job-demo-7q62j 0/1 Error 0 3m3s job-demo-hwss6 0/1 Error 0 3m13s You have new mail in /var/spool/mail/root [root@master job]# kubectl get job NAME COMPLETIONS DURATION AGE job-demo 0/1 5m49s 5m49s You have new mail in /var/spool/mail/root
如果我们定义restartPolicy=OnFailure,如果作业失败,Job Controller就不会在创建新的Pod,但是会不断重启这个Pod。如下,我们把Job的YAML文件中的restartPolicy改成restartPolicy=OnFailure,测试如下:
[root@master job]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE job-demo-cbmft 0/1 Error 3 69s
还有一种情况,如果这个Job一直不肯结束怎么办呢?比如我们将上面的YAML文件做如下修改:
apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: job-demo namespace: default spec: template: metadata: name: job-demo spec: containers: - name: test-job image: busybox imagePullPolicy: IfNotPresent command: - "/bin/sh" - "-c" args: - "sleep 3600" restartPolicy: OnFailure backoffLimit: 4
然后执行kubectl apply -f job-demo.yaml。我们可以发现这个Pod不会结束直到3600秒后,这时候如果我们加一个参数activeDeadlineSeconds,如下:
spec: ...... restartPolicy: OnFailure backoffLimit: 4 activeDeadlineSeconds: 100
这个参数的作用是如果这个Pod运行时间超过100s,这个Pod将被终止。
1.2、并行控制
在Job对象中,负责控制并行的参数为:
- completions:定义Job至少要完成的Pod数目,既Job的最小完成数;
- parallelism:定义一个Job在任意时间最多可以启动多少个Pod;
我们定义下面一个Job的YAML文件:
apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: job-demo namespace: default spec: parallelism: 2 completions: 4 template: metadata: name: job-demo spec: containers: - name: test-job image: busybox imagePullPolicy: IfNotPresent command: - "/bin/sh" - "-c" args: - "for i in $(seq 10); do echo $i; done" restartPolicy: OnFailure backoffLimit: 4 activeDeadlineSeconds: 100
parallelism: 2 和 completions: 4表示要完成4个pod,每次可以同时运行两个Pod,我们创建这个Job。
[root@master job]# kubectl apply -f job-demo.yaml job.batch/job-demo created [root@master job]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE job-demo-kcm4c 0/1 ContainerCreating 0 1s job-demo-kdrxl 0/1 Completed 0 4s job-demo-r4k49 0/1 ContainerCreating 0 2s job-demo-w9c49 0/1 Completed 0 4s
可以看到两个运行结束,另外两个才开始。
1.3、原理总结
从上面可以知道,Job Controller实际控制的就是Pod,它在创建的时候会在Job和Pod里自动生成随机字符串的label,然后将它们进行绑定。
Job Controller在实际的调谐操作是根据实际在running状态的Pod数,还有已经退出的Pod数以及parallelism和completions的参数值共同计算出在Job周期内应该创建或者删除多少Pod,然后调用kube-api来执行这类操作。
所以Job Controller实际上是控制的Pod的并行度以及总共要完成的任务数这两个重要的参数。
1.4、使用场景
1.4.1、外部管理器+Job模板
用法:把Job的YAML文件定义为一个模板,然后用外部工具来控制这个模板生成Job。
比如我们定义如下YAML:
apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: process-item-$ITEM labels: jobgroup: jobexample spec: template: metadata: name: jobexample labels: jobgroup: jobexample spec: containers: - name: c image: busybox command: ["sh", "-c", "echo Processing item $ITEM && sleep 5"] restartPolicy: Never
我们在这个YAML文件里设定了一个$ITEM的变量,然后我们使用外部脚本来通过这个YAML文件生成Job,如下:
$ mkdir ./jobs $ for i in apple banana cherry do cat job-tmpl.yaml | sed "s/$ITEM/$i/" > ./jobs/job-$i.yaml done
然后就会生成三个Job文件,这时候就可以通过kubectl apply -f .来执行这些Job。
1.4.2、固定任务数的并行Job在这种场景下,我们只关注是否有我们定义的指定数目的任务成功退出,并不会去关心并行度是多少。
比如:
apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: job-wq-1 spec: completions: 8 parallelism: 2 template: metadata: name: job-wq-1 spec: containers: - name: c image: myrepo/job-wq-1 env: - name: BROKER_URL value: amqp://guest:guest@rabbitmq-service:5672 - name: QUEUE value: job1 restartPolicy: OnFailure
上面的文件会以并发度为2的方式创建8个Pod,然后每个Pod各自去处理任务,我们最终只关心是否有8个Pod启动并且退出,只要这个目标达成,我们就认为这个Job成功执行。
1.4.3、设置并行度,不设置固定值
这种情况就必须自己决定什么时候启动Pod,什么时候执行完成,由于没有限制任务的总数,所以不仅需要一个工作队列来决定任务的分发,还需要能够判定工作队列是否为空,也就是任务是否完成。
如下:
apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: job-wq-2 spec: parallelism: 2 template: metadata: name: job-wq-2 spec: containers: - name: c image: gcr.io/myproject/job-wq-2 env: - name: BROKER_URL value: amqp://guest:guest@rabbitmq-service:5672 - name: QUEUE value: job2 restartPolicy: OnFailure
由于任务数不确定,所以每个Pod必须能够知道,自己什么时候可以退出。
2、CronJob
CronJob其实就在Job的基础上加了时间调度,类似于用Deployment管理Pod一样。它和我们Linux上的Crontab差不多。
比如:
apiVersion: batch/v1beta1 kind: CronJob metadata: name: hello spec: schedule: "*/1 * * * *" jobTemplate: spec: template: spec: containers: - name: hello image: busybox command: - "/bin/sh" - "-c" args: - "for i in $(seq 10); do echo $i; done" restartPolicy: OnFailure
我们可以看到spec里其实就是一个Job Template。另外其schedule就是一个便准的Cron格式,
分钟 小时 日 月 星期
* * * * *
我们创建上面的YAML文件。查看器结果:
[root@master job]# kubectl apply -f cronjob-demo.yaml cronjob.batch/hello created [root@master job]# kubectl get cronjobs.batch NAME SCHEDULE SUSPEND ACTIVE LAST SCHEDULE AGE hello */1 * * * * False 0 <none> 5s
需要注意的是,由于cron的特殊性,有时候会存在由于上一个定时任务还没有执行完成,新的定时任务又开始了的情况,我们可以通过定义spec.concurrencyPolicy字段来定义规则,比如:
- concurrencyPolicy=Allow:表示这些Job可以同时存在
- concurrencyPolicy=Firbid:表示不会创建新的Job,也就是这个定时任务被跳过
- concurrencyPolicy=Replace:表示产生的新Job会替代旧的Job
如果某一个Job创建失败,那么这次创建就会被标记为miss,当在指定的时间窗口内,Miss的数达到100,那么CronJob就会停止再创建这个Job。这个时间窗口可以通过spec.startingDeadlineSeconds来指定。