这是我参与[第五届青训营]伴学笔记创作活动的第 11 天
发展历程
Windows批处理 -> Windows任务计划程序 -> Linux命令-CronJob -> 单机定时任务-Timer、Ticker -> 单机定时任务-ScheduledExecutorService -> 任务调度-Quartz -> 分布式定时任务
分布式定时任务
定时任务是指系统为了自动完成特定任务，实时、延时、周期性完成任务调度的过程
分布式定时任务是把分散的、可靠性差的定时任务纳入统一的平台，并实现集群管理调度和分布式部署的一种定时任务的管理方式。
按触发时机分类:
- 定时任务:特定时间触发，比如今天15:06执行
- 延时任务:延时触发，比如10s后执行
- 周期任务:固定周期时间，或固定频率周期调度触发，比如每隔5s或者每天12点执行
特点：
- 自动化:全自动完成定时任务的调度和执行
- 平台化:基于平台化的思维管控一系列的分布式定时任务
- 分布式:在分布式系统环境下运行任务调度，突破单机定时任务的性能瓶颈
- 伸缩性:采用集群方式部署，可以随时按需扩缩容
- 高可用:单点故障不影响最终任务结果，可以做到故障转移
执行方式：
- 单机任务:随机触发一台机器执行任务，适用于计算量小、并发度低的任务
- 广播任务:广播到所有机器上执行同一个任务，比如所有机器一起清理日志
- Map任务:一个任务可以分出多个子任务，每个子任务负责一部分的计算。适用于计算量大，单机无法满足要求的任务
- MapReduce任务:在Map任务的基础上，还可以对所有子任务的结果做汇.总计算，适用于计算量大，并且需要对子任务结果做汇总的任务
业内流行框架:
Xxl-job、SchedulerX、TCT
实现原理
分布式定时任务核心要解决触发、调度、执行三个关键问题
- 触发器:Trigger，解析任务，生成触发事件
- 调度器:Scheduler，分配任务，管理任务生命周期
- 执行器:Executor，获取执行任务单元，执行任务逻辑
- 除此之外,还需要提供一个控制台(Admin)，提供任 务管理和干预的功能
控制台
基本概念
- 任务:Job，任务元数据
- 任务实例:Joblnstance，周期任务会生成多个任务实例
- 任务结果:JobResult,任务实例运行的结果
- 任务历史:JobHistory ,用户可以修改任务信息，任务实例对应的任务元数据可以不同，因而使用任务历史存储
触发器
核心职责： 给定一系列任务，解析它们的触发规则，在规定的时间点触发任务的调度
设计约束
- 需支持大量任务
- 需支持秒级的调度周期任务
- 需要多次执行
- 需保证秒级扫描的高性能，并避免资源浪费
方案
- 定期扫描+延时消息(腾讯、字节方案)
- 时间轮(Quartz所用方案)： 时间轮是一种高效利用线程资源进行批量化调度的一种调度模型。时间轮是一个存储环形队列，底层采用数组实现，数组中的每个元素可以存放一个定时任务列表。
触发器-高可用
核心问题
- 不同业务之间，任务的调度相互影响怎么办?
- 负责扫描和触发的机器挂了怎么办?
解法思路
- 存储上，不同国别、业务做资源隔离
- 运行时，不同国别、业务分开执行
- 部署时，采用多机房集群化部署，避免单点故障，通过数据库锁或分布式锁保证任务只被触发一次
- Trigger集群模式：可避免单点故障，需要避免同一任务被多次触发,导致业务紊乱
- ·数据库行锁模式：在触发调度之前，更新数据库中JobInstance的状态，成功抢锁的才会触发调度
- 分布式锁模式：在触发调度之前，尝试抢占分布式锁,可使用Redis锁或Zookeeper锁
调度器
资源来源
- 业务系统提供机器资源
- 定时任务平台提供机器资源
节点选择
- 随机节点执行:选择集群中一个可用的执行节点执行调度任务。适用场景:定时对账
- 广播执行:在集群中所有的执行节点分发调度任务并执行。适用场景:批量运维
- 分片执行:按照用户自定义分片逻辑进行拆分，分发到集群中不同节点并行执行，提升资源利用效率。适用场景:海量日志统计
任务分片
- 通过任务分片来提高任务执行的效率和资源的利用率
- N个执行器Executor，M个业务数据区段，最好M>=N，且M是N的整数倍
调度器-高可用
调度器可以集群部署，做到完全的无状态，靠消息队列的重试机制保障任务一定会被调度
业务应用
发货后超过10天未收货时系统自动确认收货
- 使用分布式定时任务的延时任务
- 使用消息队列的延时消息或者定时消息
春节集卡活动统计完成集卡的用户个数和总翻倍数
- 使用分布式定时任务的MapReduce任务
- 使用大数据离线处理引擎Hive离线做统计
- 使用大数据实时处理引擎Flink实时做累计
