kubernetes常用控制器之Job和CronJob
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 jobKIND: JobVERSION: batch/v1DESCRIPTION: 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/v1kind: Jobmetadata: name: job-demo namespace: defaultspec: 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 jobNAME COMPLETIONS DURATION AGEjob-demo 1/1 5s 7s[root@master job]# kubectl describe job job-demoName: job-demoNamespace: defaultSelector: controller-uid=5000fea1-8af7-4199-b482-082b7e94f6fdLabels: controller-uid=5000fea1-8af7-4199-b482-082b7e94f6fd job-name=job-demoAnnotations: kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: {"apiVersion":"batch/v1","kind":"Job","metadata":{"annotations":{},"name":"job-demo","namespace":"default"},"spec":{"backoffLimit":4,"temp...Parallelism: 1Completions: 1Start Time: Wed, 23 Oct 2019 15:55:19 +0800Completed At: Wed, 23 Oct 2019 15:55:24 +0800Duration: 5sPods Statuses: 0 Running / 1 Succeeded / 0 FailedPod Template: Labels: controller-uid=5000fea1-8af7-4199-b482-082b7e94f6fd job-name=job-demo Containers: test-job: Image: busybox Port: <none> Host Port: <none> Command: /bin/sh -c Args: for i in $(seq 10); do echo $i; done Environment: <none> Mounts: <none> Volumes: <none>Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal SuccessfulCreate 15s job-controller Created pod: job-demo-f9hmn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 podNAME READY STATUS RESTARTS AGEjob-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，如下：
[root@master job]# kubectl logs job-demo-f9hmn12345678910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 podNAME READY STATUS RESTARTS AGEjob-demo-2ccjq 0/1 Error 0 11sjob-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 podNAME READY STATUS RESTARTS AGEjob-demo-2ccjq 0/1 Error 0 3m21sjob-demo-2kdpc 0/1 Error 0 2m43sjob-demo-7q62j 0/1 Error 0 3m3sjob-demo-hwss6 0/1 Error 0 3m13sYou have new mail in /var/spool/mail/root[root@master job]# kubectl get jobNAME COMPLETIONS DURATION AGEjob-demo 0/1 5m49s 5m49sYou 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 podNAME READY STATUS RESTARTS AGEjob-demo-cbmft 0/1 Error 3 69s我们可以看到RESTARTS变为了1，表示重启了3次。
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/v1kind: Jobmetadata: name: job-demo namespace: defaultspec: 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/v1kind: Jobmetadata: name: job-demo namespace: defaultspec: 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 $i; done" restartPolicy: OnFailure backoffLimit: 4 activeDeadlineSeconds: 100parallelism: 2 和 completions: 4表示要完成4个pod，每次可以同时运行两个Pod，我们创建这个Job。
[root@master job]# kubectl apply -f job-demo.yamljob.batch/job-demo created[root@master job]# kubectl get podNAME READY STATUS RESTARTS AGEjob-demo-kcm4c 0/1 ContainerCreating 0 1sjob-demo-kdrxl 0/1 Completed 0 4sjob-demo-r4k49 0/1 ContainerCreating 0 2sjob-demo-w9c49 0/1 Completed 0 4s可以看到两个运行结束，另外两个才开始。
1.3、原理总结
从上面可以知道，Job Controller实际控制的就是Pod，它在创建的时候会在Job和Pod里自动生成随机字符串的label，然后将它们进行绑定。
Job Controller在实际的调谐操作是根据实际在running状态的Pod数，还有已经退出的Pod数以及parallelism和completions的参数值共同计算出在Job周期内应该创建或者删除多少Pod，然后调用kube-api来执行这类操作。
所以Job Controller实际上是控制的Pod的并行度以及总共要完成的任务数这两个重要的参数。
1.4、使用场景
1.4.1、外部管理器+Job模板
用法：把Job的YAML文件定义为一个模板，然后用外部工具来控制这个模板生成Job。
比如我们定义如下YAML：
apiVersion: batch/v1kind: Jobmetadata: name: process-item-$ITEM labels: jobgroup: jobexamplespec: 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 cherrydo cat job-tmpl.yaml | sed "s/\$ITEM/$i/" > ./jobs/job-$i.yamldone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/v1kind: Jobmetadata: name: job-wq-1spec: 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/v1kind: Jobmetadata: name: job-wq-2spec: 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/v1beta1kind: CronJobmetadata: name: hellospec: 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。查看其结果：
[root@master job]# kubectl apply -f cronjob-demo.yamlcronjob.batch/hello created[root@master job]# kubectl get cronjobs.batchNAME SCHEDULE SUSPEND ACTIVE LAST SCHEDULE AGEhello */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。
完
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