分布式定时任务框架 PowerJob

业务背景

1.1 为什么需要使用定时任务调度
(1)时间驱动处理场景:整点发送优惠券,每天更新收益,每天刷新标签数据和人群数据。
(2)批量处理数据:按月批量统计报表数据,批量更新短信状态,实时性要求不高。
(3)异步执行解耦:活动状态刷新,异步执行离线查询,与内部逻辑解耦。
1.2 使用需求和痛点
(1)任务执行监控告警能力。
(2)任务可灵活动态配置,无需重启。
(3)业务透明,低耦合,配置精简,开发方便。
(4)易测试。
(5)高可用,无单点故障。
(6)任务不可重复执行,防止逻辑异常。
(7)大任务的分发并行处理能力。

开源框架实践与探索

Java 原生 Timer 和ScheduledExecutorService
 Timer使用

Timer缺陷:

Timer底层是使用单线程来处理多个Timer任务,这意味着所有任务实际上都是串行执行,前一个任务的延迟会影响到之后的任务的执行。

由于单线程的缘故,一旦某个定时任务在运行时,产生未处理的异常,那么不仅当前这个线程会停止,所有的定时任务都会停止。

Timer任务执行是依赖于系统绝对时间,系统时间变化会导致执行计划的变更。

由于上述缺陷,尽量不要使用Timer, idea中也会明确提示,使用ScheduledThreadPoolExecutor替代Timer

ScheduledExecutorService使用
ScheduledExecutorService对于Timer的缺陷进行了修补,首先ScheduledExecutorService内部实现是ScheduledThreadPool线程池,可以支持多个任务并发执行。

对于某一个线程执行的任务出现异常,也会处理,不会影响其他线程任务的执行,另外ScheduledExecutorService是基于时间间隔的延迟,执行不会由于系统时间的改变发生变化。

当然,ScheduledExecutorService也有自己的局限性:只能根据任务的延迟来进行调度,无法满足基于绝对时间和日历调度的需求。
 Spring Task
  Spring Task 使用
spring task 是spring自主开发的轻量级定时任务框架,不需要依赖其他额外的包,配置较为简单。
此处使用注解配置
 Spring Task缺陷
Spring Task 本身不支持持久化,也没有推出官方的分布式集群模式,只能靠开发者在业务应用中自己手动扩展实现,无法满足可视化,易配置的需求。

项目介绍

产品特性

PowerJob(原OhMyScheduler)是全新一代分布式任务调度与计算框架,其主要功能特性如下

  • 使用简单:提供前端Web界面,允许开发者可视化地完成调度任务的管理(增、删、改、查)、任务运行状态监控和运行日志查看等功能。
  • 定时策略完善:支持 CRON 表达式、固定频率、固定延迟和API四种定时调度策略。
  • 执行模式丰富:支持单机、广播、Map、MapReduce 四种执行模式,其中 Map/MapReduce 处理器能使开发者寥寥数行代码便获得集群分布式计算的能力
  • 工作流支持:支持在线配置任务依赖关系(DAG),以可视化的方式对任务进行编排,同时还支持上下游任务间的数据传递,以及多种节点类型(判断节点 & 嵌套工作流节点)。
  • 执行器支持广泛:支持 Spring Bean、内置/外置 Java 类,另外可以通过引入官方提供的依赖包,一键集成 Shell、Python、HTTP、SQL 等处理器,应用范围广。
  • 运维便捷:支持在线日志功能,执行器产生的日志可以在前端控制台页面实时显示,降低 debug 成本,极大地提高开发效率。
  • 依赖精简:最小仅依赖关系型数据库(MySQL/PostgreSQL/Oracle/MS SQLServer...)
  • 高可用 & 高性能:调度服务器经过精心设计,一改其他调度框架基于数据库锁的策略,实现了无锁化调度。部署多个调度服务器可以同时实现高可用和性能的提升(支持无限的水平扩展)。
  • 故障转移与恢复:任务执行失败后,可根据配置的重试策略完成重试,只要执行器集群有足够的计算节点,任务就能顺利完成。

适用场景

  • 有定时执行需求的业务场景:如每天凌晨全量同步数据、生成业务报表、未支付订单超时取消等。
  • 有需要全部机器一同执行的业务场景:如使用广播执行模式清理集群日志。
  • 有需要分布式处理的业务场景:比如需要更新一大批数据,单机执行耗时非常长,可以使用Map/MapReduce 处理器完成任务的分发,调动整个集群加速计算。
  • 有需要延迟执行某些任务的业务场景:比如订单过期处理等。

设计目标

PowerJob 的设计目标为企业级的分布式任务调度平台,即成为公司内部的任务调度中间件。整个公司统一部署调度中心 powerjob-server,旗下所有业务线应用只需要依赖 powerjob-worker 即可接入调度中心获取任务调度与分布式计算能力。

同类产品对比

分布式定时任务框架 PowerJob_第1张图片

基本概念(非常重要,请仔细阅读)

分组概念:

  • appName:应用名称,建议与用户实际接入 PowerJob 的应用名称保持一致,用于业务分组与隔离一个 appName 等于一个业务集群,也就是实际的一个 Java 项目

核心概念:

  • 任务(Job):描述了需要被 PowerJob 调度的任务信息,包括任务名称、调度时间、处理器信息等。
  • 任务实例( JobInstance,简称 Instance):任务(Job)被调度执行后会生成任务实例(Instance),任务实例记录了任务的运行时信息(任务与任务实例的关系类似于类与对象的关系)。
  • 作业(Task):任务实例的执行单元,一个 JobInstance 存在至少一个 Task,具体规则如下:
    • 单机任务(STANDALONE):一个 JobInstance 对应一个 Task
    • 广播任务(BROADCAST):一个 JobInstance 对应 N 个 Task,N为集群机器数量,即每一台机器都会生成一个 Task
    • Map/MapReduce任务:一个 JobInstance 对应若干个 Task,由开发者手动 map 产生
  • 工作流(Workflow):由 DAG(有向无环图)描述的一组任务(Job),用于任务编排。
  • 工作流实例(WorkflowInstance):工作流被调度执行后会生成工作流实例,记录了工作流的运行时信息。

扩展概念

  • JVM 容器:以 Maven 工程项目的维度组织一堆 Java 文件(开发者开发的众多 Java 处理器),可以通过前端网页动态发布并被执行器加载,具有极强的扩展能力和灵活性。
  • OpenAPI:允许开发者通过接口来完成手工的操作,让系统整体变得更加灵活。开发者可以基于 API 便捷地扩展 PowerJob 原有的功能。
  • 轻量级任务:单机执行且不需要以固定频率或者固定延迟执行的任务 (>= v4.2.1)
  • 重量级任务:非单机执行或者以固定频率/延迟执行的任务 (>= v4.2.1)

定时任务类型

  • API:该任务只会由 powerjob-client 中提供的 OpenAPI 接口触发,server 不会主动调度。
  • CRON:该任务的调度时间由 CRON 表达式指定。
  • 固定频率:秒级任务,每隔多少毫秒运行一次,功能与 java.util.concurrent.ScheduledExecutorService#scheduleAtFixedRate 相同。
  • 固定延迟:秒级任务,延迟多少毫秒运行一次,功能与 java.util.concurrent.ScheduledExecutorService#scheduleWithFixedDelay 相同。
  • 工作流:该任务只会由其所属的工作流调度执行,server 不会主动调度该任务。如果该任务不属于任何一个工作流,该任务就不会被调度。

备注:固定延迟和固定频率任务统称秒级任务,这两种任务无法被停止,只有任务被关闭或删除时才能真正停止任务

项目地址

求 Star ~OvO~

PowerJob 主项目:GitHub - PowerJob/PowerJob: Enterprise job scheduling middleware with distributed computing ability.

PowerJob 前端项目:GitHub - PowerJob/PowerJob-Console: 分布式任务调度与计算框架(PowerJob)前端界面

PowerJob 官网项目:GitHub - PowerJob/Official-Website: PowerJob官网页面前端,官网地址为http://www.powerjob.tech/

项目结构说明

本项目由主体项目(PowerJob)和前端项目(PowerJob-Console)构成,其中,PowerJob各模块说明如下:
 

├── LICENSE
├── powerjob-client // powerjob-client,普通Jar包,提供 OpenAPI
├── powerjob-common // 各组件的公共依赖,开发者无需感知
├── powerjob-remote // 内部通讯层框架,开发者无需感知
├── powerjob-server // powerjob-server,基于SpringBoot实现的调度服务器
├── powerjob-worker // powerjob-worker, 普通Jar包,接入powerjob-server的应用需要依赖该Jar包
├── powerjob-worker-agent // powerjob-agent,可执行Jar文件,可直接接入powerjob-server的代理应用
├── powerjob-worker-samples // 教程项目,包含了各种Java处理器的编写样例
├── powerjob-worker-spring-boot-starter // powerjob-worker 的 spring-boot-starter ,spring boot 应用可以通用引入该依赖一键接入 powerjob-server
├── powerjob-official-processors // 官方处理器,包含一系列常用的 Processor,依赖该 jar 包即可使用
├── others
└── pom.xml

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