elastic-job的原理简介和使用

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 · 2021-04-01

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elastic-job是当当开源的一款非常好用的作业框架,在这之前,我们开发定时任务一般都是使用quartz或者spring-task(ScheduledExecutorService),无论是使用quartz还是spring-task,我们都会至少遇到两个痛点: 

1.不敢轻易跟着应用服务多节点部署,可能会重复多次执行而引发系统逻辑的错误。 

2.quartz的集群仅仅只是用来HA,节点数量的增加并不能给我们的每次执行效率带来提升,即不能实现水平扩展。 

本篇博文将会自顶向下地介绍elastic-job,让大家认识了解并且快速搭建起环境。


elastic-job产品线说明

elastic-job在2.x之后,出了两个产品线:Elastic-Job-Lite和Elastic-Job-Cloud。我们一般使用Elastic-Job-Lite就能够满足需求,本文也是以Elastic-Job-Lite为主。1.x系列对应的就只有Elastic-Job-Lite,并且在2.x里修改了一些核心类名,差别虽大,原理类似,建议使用2.x系列。写此博文,最新release版本为2.0.5。

 

elastic-job-lite原理

举个典型的job场景,比如余额宝里的昨日收益,系统需要job在每天某个时间点开始,给所有余额宝用户计算收益。如果用户数量不多,我们可以轻易使用quartz来完成,我们让计息job在某个时间点开始执行,循环遍历所有用户计算利息,这没问题。可是,如果用户体量特别大,我们可能会面临着在第二天之前处理不完这么多用户。另外,我们部署job的时候也得注意,我们可能会把job直接放在我们的webapp里,webapp通常是多节点部署的,这样,我们的job也就是多节点,多个job同时执行,很容易造成重复执行,比如用户重复计息,为了避免这种情况,我们可能会对job的执行加锁,保证始终只有一个节点能执行,或者干脆让job从webapp里剥离出来,独自部署一个节点。 

elastic-job就可以帮助我们解决上面的问题,elastic底层的任务调度还是使用的quartz,通过zookeeper来动态给job节点分片。 

我们来看: 

很大体量的用户需要在特定的时间段内计息完成 

我们肯定是希望我们的任务可以通过集群达到水平扩展,集群里的每个节点都处理部分用户,不管用户数量有多庞大,我们只要增加机器就可以了,比如单台机器特定时间能处理n个用户,2台机器处理2n个用户,3台3n,4台4n...,再多的用户也不怕了。 

使用elastic-job开发的作业都是zookeeper的客户端,比如我希望3台机器跑job,我们将任务分成3片,框架通过zk的协调,最终会让3台机器分别分配到0,1,2的任务片,比如server0-->0,server1-->1,server2-->2,当server0执行时,可以只查询id%3==0的用户,server1执行时,只查询id%3==1的用户,server2执行时,只查询id%3==2的用户。 

任务部署多节点引发重复执行 

在上面的基础上,我们再增加server3,此时,server3分不到任务分片,因为只有3片,已经分完了。没有分到任务分片的作业程序将不执行。 

如果此时server2挂了,那么server2的分片项会分配给server3,server3有了分片,就会替代server2执行。 

如果此时server3也挂了,只剩下server0和server1了,框架也会自动把server3的分片随机分配给server0或者server1,可能会这样,server0-->0,server1-->1,2。 

这种特性称之为弹性扩容,即elastic-job名称的由来。

代码演示

我们搭建环境通过示例代码来演示上面的例子,elastic-job是不支持单机多实例的,通过zk的协调分片是以ip为单元的。很多同学上来可能就是通过单机多实例来学习,结果导致分片和预期不一致。这里没办法,只能通过多机器或者虚拟机,我们这里使用虚拟机,另外,由于资源有限,我们这里仅仅只模拟两台机器。 


节点说明: 

本地宿主机器 

zookeeper、job 

192.168.241.1 


虚拟机 

job 

192.168.241.128 


环境说明: 

Java 

请使用JDK1.7及其以上版本。 

Zookeeper 

请使用Zookeeper3.4.6及其以上版本 

Elastic-Job-Lite 

2.0.5(2.x系列即可,最好是2.0.4及其以上,因为2.0.4版本有本人提交的少许代码,(*^__^*) 嘻嘻……) 


需求说明: 

通过两台机器演示动态分片 


step1. 引入框架的jar包

<!-- 引入elastic-job-lite核心模块 -->
<dependency>
    <groupId>com.dangdang</groupId>
    <artifactId>elastic-job-lite-core</artifactId>
    <version>2.0.5</version>
</dependency>
<!-- 使用springframework自定义命名空间时引入 -->
<dependency>
    <groupId>com.dangdang</groupId>
    <artifactId>elastic-job-lite-spring</artifactId>
    <version>2.0.5</version>
</dependency>


step2. 编写job 

package com.fanfan.sample001;
 
import com.dangdang.ddframe.job.api.ShardingContext;
import com.dangdang.ddframe.job.api.simple.SimpleJob;
 
import java.util.Date;
 
/**
 * Created by fanfan on 2016/12/20.
 */
public class MySimpleJob implements SimpleJob {
    @Override
    public void execute(ShardingContext shardingContext) {
        System.out.println(String.format("------Thread ID: %s, 任务总片数: %s, 当前分片项: %s",
                Thread.currentThread().getId(), shardingContext.getShardingTotalCount(), shardingContext.getShardingItem()));
        /**
         * 实际开发中,有了任务总片数和当前分片项,就可以对任务进行分片执行了
         * 比如 SELECT * FROM user WHERE status = 0 AND MOD(id, shardingTotalCount) = shardingItem
         */
    }
}

Step3. Spring配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:reg="http://www.dangdang.com/schema/ddframe/reg"
       xmlns:job="http://www.dangdang.com/schema/ddframe/job"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
                        http://www.dangdang.com/schema/ddframe/reg
                        http://www.dangdang.com/schema/ddframe/reg/reg.xsd
                        http://www.dangdang.com/schema/ddframe/job
                        http://www.dangdang.com/schema/ddframe/job/job.xsd"
>
    <!--配置作业注册中心 -->
    <reg:zookeeper id="regCenter" server-lists="192.168.241.1:2181" namespace="dd-job"
                   base-sleep-time-milliseconds="1000" max-sleep-time-milliseconds="3000" max-retries="3" />
 
    <!-- 配置作业-->
    <job:simple id="mySimpleJob" class="com.fanfan.sample001.MySimpleJob" registry-center-ref="regCenter"
                sharding-total-count="2" cron="0/2 * * * * ?" overwrite="true" />
 
</beans>


Case1. 单节点




Case2. 增加一个节点

  

 

Case3. 断开一个节点 

 

作业类型

elastic-job提供了三种类型的作业:Simple类型作业、Dataflow类型作业、Script类型作业。这里主要讲解前两者。Script类型作业意为脚本类型作业,支持shell,python,perl等所有类型脚本,使用不多,可以参见github文档。 


SimpleJob需要实现SimpleJob接口,意为简单实现,未经过任何封装,与quartz原生接口相似,比如示例代码中所使用的job。 


Dataflow类型用于处理数据流,需实现DataflowJob接口。该接口提供2个方法可供覆盖,分别用于抓取(fetchData)和处理(processData)数据。 

可通过DataflowJobConfiguration配置是否流式处理。 

流式处理数据只有fetchData方法的返回值为null或集合长度为空时,作业才停止抓取,否则作业将一直运行下去;非流式处理数据则只会在每次作业执行过程中执行一次fetchData方法和processData方法,随即完成本次作业。 

实际开发中,Dataflow类型的job还是很有好用的。 


比如拿余额宝计息来说: 

package com.fanfan.sample001;
 
import com.dangdang.ddframe.job.api.ShardingContext;
import com.dangdang.ddframe.job.api.dataflow.DataflowJob;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
/**
 * Created by fanfan on 2016/12/23.
 */
public class MyDataFlowJob implements DataflowJob<User> {
 
    /*
        status
        0:待处理
        1:已处理
     */
 
    @Override
    public List<User> fetchData(ShardingContext shardingContext) {
        List<User> users = null;
        /**
         * users = SELECT * FROM user WHERE status = 0 AND MOD(id, shardingTotalCount) = shardingItem Limit 0, 30
         */
        return users;
    }
 
    @Override
    public void processData(ShardingContext shardingContext, List<User> data) {
        for (User user: data) {
            System.out.println(String.format("用户 %s 开始计息", user.getUserId()));
            user.setStatus(1);
            /**
             * update user
             */
        }
    }
}
<job:dataflow id="myDataFlowJob" class="com.fanfan.sample001.MyDataFlowJob" registry-center-ref="regCenter"
              sharding-total-count="2" cron="0 0 02 * * ?" streaming-process="true" overwrite="true" />

其它功能

上述介绍的是最精简常用的功能。elastic-job的功能集还不止这些,比如像作业事件追踪、任务监听等,另外,elastic-job-lite-console作为一个独立的运维平台还提供了用来查询和操作任务的web页面。 

这些增强的功能读者可以在github/elastic-job上自行学习,相信有了本篇博文的基础,再阅读那些文档就特别简单了。 

————————————————

版权声明:本文为CSDN博主「秋名车手」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

原文链接:

https://blog.csdn.net/fanfan_v5/article/details/61310045





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