【分布式定时任务 | 青训营笔记】

梦游呢
109 阅读5分钟

这是我参与【第五届青训营】伴学笔记创作活动的第十四天。分布式定时任务作为一种任务处理方式，在工作中应用广泛，涵盖游戏、电商、互动等多个领域。今天就写一下在青训营学习分布式定时任务的笔记。

分布式定时任务

1.png

​

发展历程

windows 批处理

eg：定时自动关机

  1. 桌面空白处右键单击-新建-文本文档

  2. 更改文件名和后缀为“自动关机.bat”

  3. 修改文件内容为“shutdown -s —t 600”, 代表10分钟后关机

  4. 双击运行该批处理文件，电脑将会在10分钟之后自动关机

Windows 任务计划程序

Linux 命令—CronJob

eg：30 2 * * * clean_log.sh 每天2:30 定时清理极其日志

  • 优点：简单稳定
  • 缺点：只能控制单台机器，且无法适用于其他操作系统

单机定时任务—ScheduledExecutorService

private static ScheduledExecutorService scheduler;
public static void main(String[] args) throws Exception {
    scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    scheduler.scheduleAtFixedRate(((
        new Runnable() {
            @override
            public void run() {
                DoSomething();
            }
        })), 0, 300, TimeUnit.SECONDS);
}

任务调度—Quartz

具有优良结构，但相对来说不太实用。

分布式定时任务

  • 平台化管理
  • 分布式部署
  • 支持海量的数据

​

分布式定时任务概述

基本概念

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，或固定周期触发，比如每隔5s或者每天12点执行

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

​

分布式定时任务实现原理

核心架构

分布式定时任务核心要解决触发、调度、执行三个关键问题，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。

  • 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

数据流

1675846189745.png

控制台

1675846344594.png
  • 任务: Job，任务元数据，是用户对任务属性定义，包括任务类型调度时机、执行行为等。
  • 任务实例: JobInstance, 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

采取方案

  • 定期扫描 + 延时消息 （eg：10s 扫描 10 min 之类将要处理的任务）

  • 时间轮与多级时间轮

    1675848314513.png 1675848338334.png

高可用性

  • 存储上，不同国别、业务资源隔离
  • 运行时，不同国别、业务分开执行
  • 部署时，采用机房集群化部署，避免单点故障；通过数据库锁或分布式锁保证任务纸杯触发一次。

调度器

资源来源

  • 业务系统提供机器资源

    优点：资源利用率高

    缺点：突发性高，易出现事故

  • 定时任务平台提供机器资源

    优点：优雅扩缩容，在线服务隔离

    缺点：消耗更多机器资源，需要额外向定时任务平台申请接口权限

资源调度—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。

故障转移

分片任务基于一致性 hash策略分发任务，当某执行器执行异常时，调度器将会将任务分发到其他执行器。确保部分执行单元任务失败是，任务最终成功。

高可用性

调度器可以集群部署，做到完全无状态。（定期扫描 + 延时消息方案）可以靠消息队列的重试机制保障任务一定会被调度。

执行器

1675849818240.png

基于注册中心，可以做到弹性扩缩容。

avatar
文章
阅读
粉丝