Kubernetes中的Job和CronJob，批量任务执行

我们经常需要进行批量数据处理和分析，以及按照时间进行调度执行。可以在Kubenrtes中使用容器技术完成，使用Job和CronJob来执行。这样，可以维护较为干净的执行环境，减少不同任务工具的相互干扰。同时可以在集群上按照任务要求和资源状况进行动态伸缩执行。

• Job负责批处理任务，即仅执行一次的任务，它保证批处理任务的一个或多个Pod成功结束。
• CronJob是基于调度的Job执行。

1、Job

Job Spec格式

• spec.template格式同Pod
• RestartPolicy仅支持Never或OnFailure
• 单个Pod时，默认Pod成功运行后Job即结束
• .spec.completions标志Job结束需要成功运行的Pod个数，默认为1
• .spec.parallelism标志并行运行的Pod的个数，默认为1
• spec.activeDeadlineSeconds标志失败Pod的重试最大时间，超过这个时间不会继续重试

一个简单的例子：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    metadata:
      name: pi
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never

$ kubectl create -f ./job.yaml
job "pi" created
$ pods=$(kubectl get pods --selector=job-name=pi --output=jsonpath={.items..metadata.name})
$ kubectl logs $pods
3.141592653589793238462643383279502...

Bare Pods

所谓Bare Pods是指直接用PodSpec来创建的Pod（即不在ReplicaSets或者ReplicationController的管理之下的Pods）。这些Pod在Node重启后不会自动重启，但Job则会创建新的Pod继续任务。所以，推荐使用Job来替代Bare Pods，即便是应用只需要一个Pod。

 

2、CronJob

Cron Job 管理基于时间的 Job，即：

• 在给定时间点只运行一次
• 周期性地在给定时间点运行

一个 CronJob 对象类似于 crontab （cron table）文件中的一行。它根据指定的预定计划周期性地运行一个 Job，格式可以参考 Cron 。

前提条件

当使用的 Kubernetes 集群，版本 >= 1.4（对 ScheduledJob），>= 1.5（对 CronJob），当启动 API Server（参考 为集群开启或关闭 API 版本 获取更多信息）时，通过传递选项 --runtime-config=batch/v2alpha1=true 可以开启 batch/v2alpha1 API。

典型的用法如下所示：

• 在给定的时间点调度 Job 运行
• 创建周期性运行的 Job，例如：数据库备份、发送邮件。

CronJob Spec

• .spec.schedule：调度，必需字段，指定任务运行周期，格式同 Cron

• .spec.jobTemplate：Job 模板，必需字段，指定需要运行的任务，格式同 Job

• .spec.startingDeadlineSeconds ：启动 Job 的期限（秒级别），该字段是可选的。如果因为任何原因而错过了被调度的时间，那么错过执行时间的 Job 将被认为是失败的。如果没有指定，则没有期限

• .spec.concurrencyPolicy：并发策略，该字段也是可选的。它指定了如何处理被 Cron Job 创建的 Job 的并发执行。只允许指定下面策略中的一种：

  • Allow（默认）：允许并发运行 Job
  • Forbid：禁止并发运行，如果前一个还没有完成，则直接跳过下一个
  • Replace：取消当前正在运行的 Job，用一个新的来替换

  注意，当前策略只能应用于同一个 Cron Job 创建的 Job。如果存在多个 Cron Job，它们创建的 Job 之间总是允许并发运行。

• .spec.suspend ：挂起，该字段也是可选的。如果设置为 true，后续所有执行都会被挂起。它对已经开始执行的 Job 不起作用。默认值为 false。

• .spec.successfulJobsHistoryLimit 和 .spec.failedJobsHistoryLimit ：历史限制，是可选的字段。它们指定了可以保留多少完成和失败的 Job。

  默认没有限制，所有成功和失败的 Job 都会被保留。然而，当运行一个 Cron Job 时，Job 可以很快就堆积很多，推荐设置这两个字段的值。设置限制的值为 0，相关类型的 Job 完成后将不会被保留。

apiVersion: batch/v2alpha1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure

$ kubectl create -f cronjob.yaml
cronjob "hello" created

当然，也可以用kubectl run来创建一个CronJob：

kubectl run hello --schedule="*/1 * * * *" --restart=OnFailure --image=busybox -- /bin/sh -c "date; echo Hello from the Kubernetes cluster"

$ kubectl get cronjob
NAME      SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE    LAST-SCHEDULE
hello     */1 * * * *   False     0         
$ kubectl get jobs
NAME               DESIRED   SUCCESSFUL   AGE
hello-1202039034   1         1            49s
$ pods=$(kubectl get pods --selector=job-name=hello-1202039034 --output=jsonpath={.items..metadata.name} -a)
$ kubectl logs $pods
Mon Aug 29 21:34:09 UTC 2016
Hello from the Kubernetes cluster

# 注意，删除cronjob的时候不会自动删除job，这些job可以用kubectl delete job来删除
$ kubectl delete cronjob hello
cronjob "hello" deleted

Cron Job 限制

Cron Job 在每次调度运行时间内 大概 会创建一个 Job 对象。我们之所以说 大概 ，是因为在特定的环境下可能会创建两个 Job，或者一个 Job 都没创建。我们尝试少发生这种情况，但却不能完全避免。因此，创建 Job 操作应该是 幂等的。

Job 根据它所创建的 Pod 的并行度，负责重试创建 Pod，并就决定这一组 Pod 的成功或失败。Cron Job 根本就不会去检查 Pod。

删除 Cron Job

一旦不再需要 Cron Job，简单地可以使用 kubectl 命令删除它：

$ kubectl delete cronjob hello
cronjob "hello" deleted

这将会终止正在创建的 Job。然而，运行中的 Job 将不会被终止，不会删除 Job 或 它们的 Pod。为了清理那些 Job 和 Pod，需要列出该 Cron Job 创建的全部 Job，然后删除它们：

$ kubectl get jobs
NAME               DESIRED   SUCCESSFUL   AGE
hello-1201907962   1         1            11m
hello-1202039034   1         1            8m
...

$ kubectl delete jobs hello-1201907962 hello-1202039034 ...
job "hello-1201907962" deleted
job "hello-1202039034" deleted
...

一旦 Job 被删除，由 Job 创建的 Pod 也会被删除。注意，所有由名称为“hello” 的 Cron Job 创建的 Job 会以前缀字符串 “hello-” 进行命名。如果想要删除当前 Namespace 中的所有 Job，可以通过命令 kubectl delete jobs --all 立刻删除它们。

• 本文来源：https://jimmysong.io/kubernetes-handbook/concepts/job.html