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分布式定时任务
Created: February 8, 2023 4:00 PM Tags: golang note
分布式定时任务是日常开发中比较常见的一个需求场景，我们知道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。分布式定时任务则是把分散的、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。
引言
本文是对分布式任务相关知识点的学习总结，将包含以下几个内容：
- 首先是分布式定时任务的发展历史，从系统级命令 CronJob 到 Timer、Ticker、ScheduledExecutorServic、Quartz 等开发组件，最终到各种分布式定时任务架构；
- 然后是分布式定时任务核心架构，包括控制器 Admin、触发器 Trigger、调度器 Scheduler、执行器 Executor；
- 接下来重点分析实现触发器 Trigger 的几种方案， 例如定期扫描+延时消息，时间轮；
- 最后是调度器 Scheduler 中通过任务分片来提高任务执行效率喝资源利用率。
分布式定时任务的发展历史
定时任务是日常生活中比较常见的一个需求场景，官方的定义是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。而分布式定时任务则是把分散的、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。
按触发方式分类，定时任务可以是定时任务、延时任务和周期任务，这些都是基于时间来进行任务调度，也可以称为同步任务，另一种常见的任务类型是基于事件触发，可以称为异步任务。
分布式定时任务的特点包括：
- 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，可以做到单点故障转移
分布式定时任务的执行方式包括：
- 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
CronJob
分布式定时任务的发展历史可以从 Linux 命令 CronJob 开始，它的优点是使用简单，稳定可靠，但只能控制单台机器，且无法适用于其他操作系统。
单机定时任务-Timer、Ticker
Timer 和 Ticker 分别是 Java 和 Go 开发标准库中提供的定时器工具，能够支持跨平台开发定时任务，但仍仅在单机上运行
单机定时任务-ScheduledExecutorService
SchedulerExcutorService 提供了更高级的线程池功能，支持多个同时执行多个任务，提高执行效率
任务调度-Quartz
Quartz 是一个成熟的定时任务调度框架
分布式定时任务
分布式定时任务实现了平台化管理、分布式部署、支持海量数据，业内常见的分布式定时任务框架包括美团点评 Xxl-job、阿里巴巴 SchedulerX、腾讯 TCT。
分布式定时任务核心架构
分布式定时任务核心架构一共分为4个部分，包括控制器 Admin、触发器 Trigger、调度器 Scheduler、执行器 Executor：
- 控制台：Admin，提供任务管理和干预功能
- 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
触发器 Trigger 方案
触发器的核心职责是给定一系列任务，解析它们的触发规则，在规定的时间点触发任务的调度。一般触发的设计约束会包括：
- 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
定期扫描+延时消息
定时扫描的机器集群部署，通过分布式锁保证只有一台在调度
时间轮
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。时间轮方案相比于传统的链表和最小堆方案，
调度器 Scheduler
调度器要解决的问题包括处理资源来源，资源调度，任务执行几个部分，首先资源来源一般可以是业务系统提供或直接由定时任务平台提供。
对于资源调度则需要解决节点选择和任务分片两个问题，对于节点选择一般有随机节点执行、广播执行和分片执行几种；任务分片的目的是提高任务执行的效率和资源的利用率。
基于不同的应用场景调度器一般还具有一些其他的高级特性，包括任务编排、故障转移以及高可用
