对于分布式Job的思考

引言

在清理Github的时候，发现以前写的一个简单的分布式任务分发系统ClawHub/task-distribution,使用了zk的选主与队列，调度器使用spring的ThreadPoolTaskScheduler，任务支持cron表达式。

这让我想起在这之前还封装过Quartz，那时候做的是单机版超大型应用，内部需要做调度系统。

目前在公司使用过Elastic-Job，也使用过Spring自带调度与ZK的结合，还有公司Boss系统提供的配置版本任务调度。

写这篇文章主要是简单的回忆一下Quartz与Spring的ThreadPoolTaskScheduler，还有Elastic-job。再写一下自己对分布式Job的思考。

1、quartz

官网地址：quartz-scheduler.org

1.1、简单使用

maven的pom文件：

<dependency>
    <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
    <artifactId>quartz</artifactId>
    <version>2.3.2</version>
</dependency>

具体任务：

import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.Random;
public class HelloJob implements Job {
    @Override
    public void execute(JobExecutionContext jobExecutionContext) {
        System.out.println(jobExecutionContext.getJobDetail().getJobDataMap().get("jobDetailJobData1"));
        System.out.println(jobExecutionContext.getTrigger().getJobDataMap().get("triggerJobData1"));
        System.out.println("HelloJob start at:"   LocalDateTime.now()   ", prints: Hello Job-"   new Random().nextInt(100));
    }
}

主调度器：


import org.quartz.*;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MainScheduler {
    public static void main(String[] args) throws SchedulerException, InterruptedException {
        // 1、创建调度器Scheduler
        SchedulerFactory schedulerFactory = new StdSchedulerFactory();
        Scheduler scheduler = schedulerFactory.getScheduler();
        // 2、创建JobDetail实例，并与PrintWordsJob类绑定(Job执行内容)
        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(HelloJob.class).usingJobData("jobDetailJobData1", "测试JobDetail上下文")
                .withIdentity("job1", "group1").build();
        // 3、构建Trigger实例,每隔1s执行一次
        Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().usingJobData("triggerJobData1", "测试Trigger上下文")
                .withIdentity("trigger1", "triggerGroup1")
                .startNow()//立即生效
                .withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()
                        .withIntervalInSeconds(1)//每隔1s执行一次
                        .repeatForever()).build();//一直执行
        //4、执行
        scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
        System.out.println("--------MainScheduler start ! ------------");
        scheduler.start();
        //睡眠
        TimeUnit.MINUTES.sleep(1);
        scheduler.shutdown();
        System.out.println("--------MainScheduler shutdown ! ------------");
    }
}

经过上面三步，执行main方法，就可以简单的实现调度任务了，下面分别介绍出现的角色。

1.2、角色介绍

1.2.1、Job和JobDetail

Job是Quartz中的任务模板，JobDetail是Job的描述，当Scheduler执行任务的时候，会根据JobDetail创建新的Job,用过之后就释放掉。

1.2.2、Trigger

触发器，描述了任务是什么时候触发执行，常用有SimpleTrigger、CronTrigger，cron表达式非常强大，基本上都是基于CronTrigger来做任务调度。

1.2.3、JobDataMap与JobExecutionContext

JobExecutionContext任务执行的上下文，JobDataMap保存上下文传输的数据。

1.1、架构原理

上面这幅图可以简单的描述Quartz核心对象之间的关系。

2、Spring的ThreadPoolTaskScheduler

底层依赖于JUC的java.util.concurrent.ScheduledExecutorService。

2.1、简单使用


import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskScheduler;
import org.springframework.scheduling.support.CronTrigger;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.Random;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolTaskScheduler scheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        scheduler.setPoolSize(10);
        scheduler.initialize();
        scheduler.schedule(() -> {
            System.out.println("HelloJob start at:"   LocalDateTime.now()   ", prints: Hello Job-"   new Random().nextInt(100));
        }, new CronTrigger("0/1 * * * * ?"));
    }
}

3、Elastic-Job

Elastic-Job是一个分布式调度解决方案，由两个相互独立的子项目Elastic-Job-Lite和Elastic-Job-Cloud组成。

官网：elasticjob.io。

我们使用的是轻量级的使用方案：elasticjob/elastic-job-lite

官方架构图：

作业执行流程图：

我也只有使用经验，并没有深入的了解其原理，具体请参考官方文档。

4、对于分布式Job的思考

现在的Quartz也有集群版本，我还没有接触过，现在碰到的基本上都是基于Quartz的包装，比如Elastic-Job、xxl job、azkaban。

因为现在的项目基本都为分布式系统，所以对于调度系统而言，单机已经不怎么适用了。

而对于分布式调度系统，必然也有很多要求，下面讲一下我的理解：

任务定时完成

这个式调度系统的基本要求。
任务可分片

对于一些大量数据的定时任务，如果只在一台机器上执行是很吃力的，所以应该有任务分片执行的功能，将大任务拆分到多个系统上执行。
弹性扩容缩容

在增加或者减少节点时，任务能够自动均衡。
任务可配置

任务的信息可动态配置。
任务动态操作

任务动态地启动、暂停、终止、删除等。
去中心化

任务的执行与否由各个节点自己控制，但是要保证任务执行不可重复。
故障转移

节点发生故障时，任务自动转移。
任务执行记录

任务的执行信息需要有记录。

能想到这只有这么多，感觉Elastic-Job就很好用。