OpenStack 工作流组件: Mistral


1 Mistral 简介

Mistral 是由 Mirantis 开发,贡献给 OpenStack 社区的工作流组件,它提供 Workflow As a Service 服务。
在计算机中通常处理的任务是由多个连续并有依赖关系的任务组成,而且多个任务可能分布在不同的机器上执行,如物理机,虚拟机,container 等。基于这样的考虑,Mistral 应运而生,它可以灵活的编排多个任务(task),任务之间具有一定的依赖关系,每个任务又分为多个行为(action),行为可以在不通的机器上执行。这些任务的集合称为 Workflow,Mistral 将 Workflow 作为一种服务实现任务的编排,管理,执行。
如上图所示,Mistral service 主要有 Engine,Scheduler,API Server,Task Executor 等组件组成。各组件的主要功能有:
  • Engine:从 Workflow 队列中选出 Workflow,处理 Workflow 中 task 数据转换,条件判断等操作。
  • Scheduler:Engine 和 Task Executor 交互的中间组件,存储并执行延时调用的 task。
  • Task Executor:从 Task 队列中选出 Task ,执行 task 的 action,将执行结果发给 Engine。
  • API Server:提供 Mistral API 给用户,同时通过 Mistral API 可以监控 Workflow 的执行流。

2 部署 Mistral

2.1 Mistral 安装

Mistral 安装及配置可看这里。

2.2 Mistral 服务

安装及配置好的 Mistral 大致有以下几个服务:
  • Mistral API service
  • mistral-dashboard service
  • Mistral Engine service
  • Mistral Executor service

3 Mistral 语法

3.1 Mistral workbook 示例

---
version: '2.0'
 
name: my_workbook 
description: My set of workflows and ad-hoc actions
 
workflows:
  local_workflow1:
    type: direct
 
    tasks:
      task1:
        action: local_action str1='Hi' str2=' Mistral!'
        on-complete:
          - task2
 
      task2:
        action: global_action
 
上图是 Mistral 的 workbook,它是基于 yaml 语法写的一系列 workflow 的集合。其中, workflow 对任务 task 进行编排,它在 workflows 字段下定义。task 是执行的任务,它在 tasks 字段下定义,而 action 则是任务所做的行为,它是真正处理任务的单元。
 
在本示例中,名为 my_workbook 的 workbook 中定义了一个名为 local_workflow1 的 workflow,该 workflow 会执行两个 task:task1 和 task2。task2 依赖于 task1,当 task1 执行完成之后开始执行 task2。其中,task1 会执行名为 local_action 的行为,它所需要的输入参数是 str1 和 str2,而 task2 执行的 global_action 则不需要输入参数。
 
 
值得一提的是:Mistral 自带一种称为 Namespacing 的机制,该机制使得每个 action/task/workflow 具有唯一性。如上图所示,workbook my_workbook 包含两个 workflow 和 两个 action,将该 workbook 上传到 Mistral 时,Mistral 会将它们加上 workbook 前缀,解析为 my_workbook.workflow1, my_workbook.action1 这种形式,从而保证了不同 workflow 可以使用相同的 task/action。

3.2 Mistral Workflow

Mistral 有两种类型的 Workflow,它们定义在 type 字段,分别为 direct 和 reverse:

3.2.1 direct workflow

direct workflow 示意图如上所示。它清晰的定义了 workflow 中 task 的执行顺序,task T1 执行成功会执行 T3,执行失败则执行 T2,T2 无论执行成功或失败都将执行 T4,依次类推,最终执行 T7。
 
决定 task 执行顺序的是如下特性:
  • on-success:声明当前 task 执行成功将执行的 task。
  • on-error:声明当前 task 执行失败将执行的 task。
  • on-complete:声明无论当前 task 执行成功/失败都将执行的 task。
 
在实际编排时,往往特性下的 task 不止一个,如下例所示:
tasks:
  create_vm:
    workflow: create_vm
    input:
      operationType: <% $.operationType %>
      operationParams: <% $.operationParams %>
    publish:
      precheck_result: <% task(create_vm).result.precheck_result %>
      finalize_tag: <% task(create_vm).result.precheck_result %>
    publish-on-error:
      error_message: <% task(create_vm).result.error_message %>
      finalize_tag: "error"
    on-success:
      - check_create_vm_done: <% $.precheck_result = 'success'%>
      - set_workflow_fail: <% $.precheck_result = 'error'%>
    on-error:
      - set_workflow_fail
 
  check_create_vm_done:
    action: heat.stacks_get stack_id=<% $.stack.id %>
    publish:
      stack_status: <% task(check_create_vm_done).result.stack_status %>
      error_message: "something wrong!."
    publish-on-error:
      error_message: <% task(check_create_vm_done).result %>
    on-complete:
      - check_vm_exists
      - set_workflow_success
 
在该例中,task create_vm 执行成功后会检查变量值。如果变量 precheck_result 为 success,则执行 task check_create_vm_done。如果变量为 error,则执行 task set_workflow_fail。如果 task 执行失败则直接执行 set_workflow_fail。其中,<% $. %> 为 YAQL 语法,类似的有 <% $.task() %>。Mistral 支持在 workbook 中使用 YAQL 或者 jinja 表达式语言来引用,定义和使用变量。(YAQL 语法看这里, Jinja 语法看这里)
 
当执行 task check_create_vm_done 时,无论结果如何都将执行 check_vm_exists 和 set_workflow_success,它们的执行顺序是先执行 check_vm_exists ,再执行 set_workflow_success。
 
Mistral 自带 Engine command 来控制 workflow 的状态,参考这里了解更多。

3.2.2 reverse workflow

 
 
reverse workflow 如上图所示。workflow 中定义了 Target task T1 ,执行 target task T1 需要依赖 T2 的执行,同样的 T2 依赖 T6 和 T5,层层往上执行依赖的 task。在该例中,T3 和 T4 不会被执行,因为 T1 依赖的 task 并没有依赖于它们。
 
reverse workflow 需要的特性是 requires,在 requires 里定义了执行当前 task 需要执行的 task。举例,如下所示:
---
version: '2.0'
 
create_vm_and_send_email:
  type: reverse
 
  input:
    - vm_name
    - image_id
    - flavor_id
 
  output:
    result: <% $.vm_id %>
 
  tasks:
    create_vm:
      action: nova.servers_create name=<% $.vm_name %> image=<% $.image_id %> flavor=<% $.flavor_id %>
      publish:
        vm_id: <% task(create_vm).result.id %>
 
    search_for_ip:
      action: nova.floating_ips_findall instance_id=null
      publish:
        vm_ip: <% task(search_for_ip).result[0].ip %>
 
    associate_ip:
      action: nova.servers_add_floating_ip server=<% $.vm_id %> address=<% $.vm_ip %>
      requires: [search_for_ip]
 
    send_email:
      action: send_email to='[email protected]' body='Vm is created and id <% $.vm_id %> and ip address <% $.vm_ip %>'
      requires: [create_vm, associate_ip]

3.3.3 common workflow 语法

前面已经介绍了几个 workflow 示例,从示例中大致可以看出 workflow 主要有如下几个特性:
  • type:定义 workflow 是哪种类型,direct 或 reverse。可选项,默认为 direct。
  • input:提供给 workflow 的参数,参数名前加 “-”。可选项。
  • output:workflow 执行的输出结果,该结果可被上一层 workflow 使用。可选项。
  • tasks:workflow 定义的 task,非可选项。

3.3 Mistral task

Mistral task 主要有如下几个特性:
  • name:定义的 task 名称,非可选。
  • description:task 的描述文本,可选。
  • action:执行 task 需要执行的 action。
  • workflow:执行 task 需要执行的 workflow。task 既支持执行 action 也支持执行 workflow。
  • input:task 执行需要的输入参数。
  • publish:task 执行成功的输出,输出是 json 格式文本。在后面的操作中可以使用 publish 的结果。
  • publish-on-error:task 执行失败的输出。
  • timeout: 以秒为单位定义 task 的超时时间,如果 task 在规定时间内未完成则 task 被视为执行失败,属于 timeout policy。
  • retry: 定义 task 执行失败需要执行的模式,有 count,delay,break-in 和 continue-on 特性:
get_vm_result:
    action: vm_result
    input:
      operation_parameters: <% $.operationParams %>
    retry:
      count: <% 10 %>
      delay: 30

 

本例中,task get_vm_result 的 action 如果执行失败后,会进入 retry 模式,重新执行 10 次 action,且每次 action 的间隔是 30 秒,直到执行成功才退出 retry 模式。它属于 retry_policy,更多 task policy 可看这里。

3.4 Mistral action

Mistral action 是真正执行任务的单元,它分为 system action 和 ad-hoc action。system action 是 Mistral 自带的 action,安装好 Mistral 即可使用。ad-hoc action 是用户在自带 action 的基础上自定义的 action。

3.4.1 system action

系统自带的 action 有很多,列几个常见 action 如下:
  • std.fail:始终执行 fail,常用于 workflow 失败时执行。
  • std.noop:什么都不做的 action。
  • stdjavascript:执行 javascript 代码,它包含两个特性:context 和 script。context 中定义了在 script 中使用的变量,script 是javascript 语法,如下所示:
check_vm:
    action: std.javascript
    input:
      context:
        vm: <%  $.vm %>
      script: |
        if( $.vm.count != "0")
          return "yes";
        else
          return "no";
(看这里了解更多 system action)

3.4.2 ad-hoc action

ad-hoc action 是用户基于 system action 之上自定义的 action,定义好 action 之后将此 action 传给 Mistral,即可在 workflow 中使用自定义的 action 。
通过自定义 ad-hoc 使得用户可以频繁调用一个 action 而省去了重复写多个 action 的过程,关于如何定义和使用 ad-hoc action 可看这里。
 
注意,除了 system action 和 ad-hoc action,也可以自定义 action,将自定义 action 上传到 Mistral 即可在 workflow 中使用,关于如何自定义 action 可看这里。

4 Mistral API

Mistral 提供了多组 Rest API 供用户调用,如:
  • GET /v2/workflows
  • POST /v2/workflows
  • DELETE /v2/workflows
  • PUT /v2/workflows
  • GET /v2/actions
  • ...
通过 Mistral 命令行查看调用的 Rest API:
[root@lianhuasheng home]# mistral workflow-list --debug
DEBUG (connectionpool) Starting new HTTP connection (1): localhost:8989
DEBUG (connectionpool) http://localhost:8989 "GET /v2/workflows?fields=id%2Cname%2Cnamespace%2Cproject_id%2Ctags%2Cinput%2Cscope%2Ccreated_at%2Cupdated_at&sort_keys=created_at&sort_dirs=asc HTTP/1.1" 200 68369
DEBUG (httpclient) HTTP GET http://localhost:8989/v2/workflows?fields=id%2Cname%2Cnamespace%2Cproject_id%2Ctags%2Cinput%2Cscope%2Ccreated_at%2Cupdated_at&sort_keys=created_at&sort_dirs=asc 200
...
(看这里详细了解 Mistral Rest API)

5 Mistral 常用命令

Mistral 提供了一系列命令查看 workflow 的执行,执行 mistral 进入交互模式,输入 help 查看这些命令:
(mistral) help
 
Shell commands (type help ):
===================================
alias  exit  history  py        quit  shell      unalias
edit   help  load     pyscript  set   shortcuts
 
Application commands (type help ):
=========================================
action-create                environment-get       run-action
action-delete                environment-list      service-list
action-execution-delete      environment-update    task-get
action-execution-get         event-trigger-create  task-get-published
action-execution-get-input   event-trigger-delete  task-get-result
action-execution-get-output  event-trigger-get     task-list
action-execution-list        event-trigger-list    task-rerun
action-execution-update      execution-create      workbook-create
action-get                   execution-delete      workbook-delete
action-get-definition        execution-get         workbook-get
action-list                  execution-get-input   workbook-get-definition
action-update                execution-get-output  workbook-list
action-validate              execution-get-report  workbook-update
bash-completion              execution-list        workbook-validate
complete                     execution-update      workflow-create
cron-trigger-create          help                  workflow-delete
cron-trigger-delete          member-create         workflow-get
cron-trigger-get             member-delete         workflow-get-definition
cron-trigger-list            member-get            workflow-list
environment-create           member-list           workflow-update
environment-delete           member-update         workflow-validate
 
举个简单的示例查看 workflow 的执行情况(该示例来自这里):
1) 自定义 workflow:
---
version: "2.0"
 
my_workflow:
  type: direct
 
  input:
    - names
 
  tasks:
    task1:
      with-items: name in <% $.names %>
      action: std.echo output=<% $.name %>
      on-success: task2
 
    task2:
      action: std.echo output="Done"
 
2) 上传 workflow 到 mistral:
$ mistral workflow-create 
 
+------------------------------------+-------------+-----------+--------+-------+---------------------+------------+
|ID                                  | Name        | Namespace | Tags   | Input | Created at          | Updated at |
+------------------------------------+-------------+-----------+--------+-------+---------------------+------------+
|9b719d62-2ced-47d3-b500-73261bb0b2ad| my_workflow |           |  | names | 2015-08-13 08:44:49 | None       |
+------------------------------------+-------------+-----------+--------+-------+---------------------+------------+
 
3) 运行 workflow:
$ mistral execution-create my_workflow '{"names": ["John", "Mistral", "Ivan", "Crystal"]}'
 
+--------------------+--------------------------------------+
| Field              | Value                                |
+--------------------+--------------------------------------+
| ID                 | 49213eb5-196c-421f-b436-775849b55040 |
| Workflow ID        | 9b719d62-2ced-47d3-b500-73261bb0b2ad |
| Workflow name      | my_workflow                          |
| Workflow namespace |                                      |
| Description        |                                      |
| Task Execution ID  |                                |
| Root Execution ID  |                                |
| State              | RUNNING                              |
| State info         | None                                 |
| Created at         | 2017-03-06 11:24:10                  |
| Updated at         | 2017-03-06 11:24:10                  |
+--------------------+--------------------------------------+
 
4) 检查 workflow 执行的状态:
$ mistral execution-get 49213eb5-196c-421f-b436-775849b55040    # 注意这里的 id 是 execution_id
 
+--------------------+--------------------------------------+
| Field              | Value                                |
+--------------------+--------------------------------------+
| ID                 | 49213eb5-196c-421f-b436-775849b55040 |
| Workflow ID        | 9b719d62-2ced-47d3-b500-73261bb0b2ad |
| Workflow name      | my_workflow                          |
| Workflow namespace |                                      |
| Description        |                                      |
| Task Execution ID  |                                |
| Root Execution ID  |                                |
| State              | SUCCESS                              |
| State info         | None                                 |
| Created at         | 2017-03-06 11:24:10                  |
| Updated at         | 2017-03-06 11:24:20                  |
+--------------------+--------------------------------------+
 
5) 检查 workflow 下 task 的执行情况:
$ mistral task-list 49213eb5-196c-421f-b436-775849b55040 
 
+--------------------------------------+-------+---------------+--------------------+--------------------------------------+---------+------------+---------------------+---------------------+
| ID                                   | Name  | Workflow name | Workflow namespace | Execution ID                         | State   | State info | Created at          | Updated at          |
+--------------------------------------+-------+---------------+--------------------+--------------------------------------+---------+------------+---------------------+---------------------+
| f639e7a9-9609-468e-aa08-7650e1472efe | task1 | my_workflow   |                    | 49213eb5-196c-421f-b436-775849b55040 | SUCCESS | None       | 2017-03-06 11:24:11 | 2017-03-06 11:24:17 |
| d565c5a0-f46f-4ebe-8655-9eb6796307a3 | task2 | my_workflow   |                    | 49213eb5-196c-421f-b436-775849b55040 | SUCCESS | None       | 2017-03-06 11:24:17 | 2017-03-06 11:24:18 |
+--------------------------------------+-------+---------------+--------------------+--------------------------------------+---------+------------+---------------------+---------------------+
 
检查 task 执行的输出:
$ mistral task-get-result f639e7a9-9609-468e-aa08-7650e1472efe
 
[
    "John",
    "Mistral",
    "Ivan",
    "Crystal"
]
 
6) 检查 task 下 action 的执行情况:
$ mistral action-execution-list f639e7a9-9609-468e-aa08-7650e1472efe   
 
+--------------------------------------+----------+---------------+--------------------+-----------+--------------------------------------+---------+----------+---------------------+---------------------+
| ID                                   | Name     | Workflow name | Workflow namespace | Task name | Task ID                              | State   | Accepted | Created at          | Updated at          |
+--------------------------------------+----------+---------------+--------------------+-----------+--------------------------------------+---------+----------+---------------------+---------------------+
| 4e0a60be-04df-42d7-aa59-5107e599d079 | std.echo | my_workflow   |                    | task1     | f639e7a9-9609-468e-aa08-7650e1472efe | SUCCESS | True     | 2017-03-06 11:24:12 | 2017-03-06 11:24:16 |
| 5bd95da4-9b29-4a79-bcb1-298abd659bd6 | std.echo | my_workflow   |                    | task1     | f639e7a9-9609-468e-aa08-7650e1472efe | SUCCESS | True     | 2017-03-06 11:24:12 | 2017-03-06 11:24:16 |
| 6ae6c19e-b51b-4910-9e0e-96c788093715 | std.echo | my_workflow   |                    | task1     | f639e7a9-9609-468e-aa08-7650e1472efe | SUCCESS | True     | 2017-03-06 11:24:12 | 2017-03-06 11:24:16 |
| bed5a6a2-c1d8-460f-a2a5-b36f72f85e19 | std.echo | my_workflow   |                    | task1     | f639e7a9-9609-468e-aa08-7650e1472efe | SUCCESS | True     | 2017-03-06 11:24:12 | 2017-03-06 11:24:17 |
+--------------------------------------+----------+---------------+--------------------+-----------+--------------------------------------+---------+----------+---------------------+---------------------+
 
检查 action 的执行结果:
$ mistral action-execution-get-output 4e0a60be-04df-42d7-aa59-5107e599d079
 
{
    "result": "John"
}

 

 

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