分布式定时任务PowerJob执行流程分析

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powerJob:v3.4.5

一、基本概念

  • 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
  • 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。
    • frequentJob:
      • FIXED_RATE:固定频率任务,及根据任务的开始时间进行调度
      • FIXED_DELAY:固定延迟任务,及根据任务的结束时间进行调度
    • cronJob:CRON表达式任务
    • workflowJob:工作流任务
  • 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。

二、结构图

三、Server 执行流程分析

四、Worker 执行流程分析

五、MapReduce 原理

六、源码类解析:

服务端(Server):

PowerJob调度中心,负责定时任务的调度、执行结果的存储、客户端状态存储等

  • ServerActor:接收来自Worker的请求
    • 接收来自Worker的心跳上报请求
    • 接收来自Worker的任务实例状态上报请求
    • 接收来自Worker的日志上报请求
    • 接收来自Worker的容器部署请求(接收所有Worker获取容器信息和下载地址的请求)
    • 接收来自Worker master节点的获取所有Worker地址请求
  • FriendActor:接收来自其它Server的请求
    • Worker节点服务注册时,如果负载到了非appId所在server节点,ServerSelectService会对appId所在节点进行Ping请求,以确保节点还存活
    • 管理页面查询Worker列表时,如果负载到了非appId所在server节点,会调用appId所在节点进行FriendQueryWorkerClusterStatusReq请求
    • 管理页面请求任务相关接口时,对加了@DesignateServer注解相关方法进行切面拦截,根据appId找到所在节点并进行转发该次请求
  • OmsScheduleService:任务调度执行服务,每15秒执行一次
    • frequentJob:
      • 负责定时将未运行的任务启动(调用jobService.runJob),并调用JobService开始运行
      • 该类型任务只会由服务端发起一次调度,后续由Worker master节点进行调度
    • cronJob:
      • 找出即将需要执行(小于等于30秒内)的任务
      • 根据nextTriggerTime计算延迟执行秒数,并异步执行
      • 计算下一次需要调度的时间nextTriggerTime
  • JobService:
    • 负责管理页面上任务的增删改查
    • 负责手动运行和frequentJob的首次运行
  • DispatchService:负责任务的派送(将任务从Server派发到Worker)
    • 获取所有Worker列表中,选择第一个为master节点,并进行任务的发送

客户端(Worker):

  • ServerDiscoveryService:服务发现:客户端向服务端注册本机地址
  • TaskTrackerActor:客户端的master节点,负责接收服务端和子任务的各种请求
    • 负责接收服务端JobInstance发送的调度请求,并创建TaskTracker
    • 负责子任务的管理(状态的接收和子任务请求的接收)
  • TaskTracker:负责处理TaskTrackerActor接收到的各种请求
    • 负责保存任务分片请求和子任务状态到H2数据库
    • FrequentTaskTracker:
      • 负责任务的启动发射(Launcher)

        • FIXED_RATE:根据配置的频率进行周期执行
        • FIXED_DELAY:只进行一次发送,后续Checker检测到完成后,再延迟执行下一次任务
      • 负责定时将H2数据库中的任务进行调度(Dispatcher),每2秒执行一次

      • 负责新Worker上线的检测(WorkerDetector),每1分钟执行一次,并将新Worker地址加入到ProcessorTrackerStatusHolder中

      • 负责定时进行状态的检测(Checker),每5-15秒执行一次

        我司对该源码参数进行了修改,将5s改成100ms,即100ms-15s执行一次,不然可能造成间隔5秒以内执行的任务完成时间大于预期
        
        • 如果检测到所有子任务已完成,则下发lastTask进行Reduce
        • 如果检测到lastTask已完成,则认为所有任务完成
        • 如果是FIXED_DELAY任务,则会延迟调度下一次任务
    • CommonTaskTracker:
      • 将root任务存储到H2数据库中
      • 负责定时进行状态检测(StatusCheckRunnable),默认每13秒执行一次
      • 负责新Worker上线的检测(WorkerDetector),每1分钟执行一次,并将新Worker地址加入到ProcessorTrackerStatusHolder中
      • 负责定时将H2数据库中的任务进行调度(Dispatcher),每2秒执行一次
  • ProcessorTrackerActor:客户端的子节点,负责接收子任务执行请求和停止请求
  • ProcessorTracker:负责子任务的执行和停止
    • 定时向 TaskTracker 汇报(携带任务执行信息的心跳)
    • 子任务线程池的管理
    • 子任务的异步执行ProcessorRunnable
  • ProcessorTrackerStatusHolder:负责Worker子节点ProcessorTracker状态(地址)的管理
  • 自定义MapProcessor子类:真正编写分片逻辑和任务执行代码的地方
  • OmsContainerFactory:从Server获取java容器信息和下载容器