kubernetes对象之Job

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job是什么

对于ReplicaSet、ReplicationController等类型的控制器而言，它但愿pod保持预期数目、持久运行下去，除非用户明确删除，不然这些对象一直存在，它们针对的是耐久性任务，如web服务等。对于非耐久性任务，好比压缩文件，任务完成后，pod须要结束运行，不须要pod继续保持在系统中，这个时候就要用到Job。所以说Job是对ReplicaSet、ReplicationController等持久性控制器的补充。python

Job与其它控制器的细微差异

Job定义方法与ReplicaSet等控制器类似，只有细微差异，以下：web

Job中的restart policy必需是"Never"或者"OnFailure"，这个很好理解，由于pod要运行到结束，而不是反复从新启动。redis
Job不须要选择器，其中的pod也不须要标签，系统在建立Job时会自动添加相关内容。固然用户也能够出于资源组织的目的添加标签，但这个与Job自己的实现没有关系。json
Job新增长两个字段：.spec.completions、.spec.parallelism。详细用法在示例中说明api
backoffLimit字段：示例中说明bash

示例

非并发Job

非并发Job的含义是，Job启动后，只运行一个pod，pod运行结束后整个Job也就马上结束。session

如下是简单的Job配置文件，只包含一个pod，输出圆周率小数点后2000位，运行时间大概为10s：并发

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

以上示例无需设置选择器、pod标签。无需设置.spec.completions、.spec.parallelism，这两个字段的默认值都是1。backoffLimit=4，表示容许pod失败的次数。将以上内容保存成文件并建立Job：app

$ kubectl create -f https://k8s.io/examples/controllers/job.yaml
job "pi" created

确认Job状态：

$ kubectl describe jobs/pi
Name:             pi
Namespace:        default
Selector:         controller-uid=b1db589a-2c8d-11e6-b324-0209dc45a495
Labels:           controller-uid=b1db589a-2c8d-11e6-b324-0209dc45a495
                  job-name=pi
Annotations:      <none>
Parallelism:      1
Completions:      1
Start Time:       Tue, 07 Jun 2016 10:56:16 +0200
Pods Statuses:    0 Running / 1 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:       controller-uid=b1db589a-2c8d-11e6-b324-0209dc45a495
                job-name=pi
  Containers:
   pi:
    Image:      perl
    Port:
    Command:
      perl
      -Mbignum=bpi
      -wle
      print bpi(2000)
    Environment:        <none>
    Mounts:             <none>
  Volumes:              <none>
Events:
  FirstSeen    LastSeen    Count    From            SubobjectPath    Type        Reason            Message
  ---------    --------    -----    ----            -------------    --------    ------            -------
  1m           1m          1        {job-controller }                Normal      SuccessfulCreate  Created pod: pi-dtn4q

从以上输出能够看到系统自动添加的Selector、Pod labels。注意Events的输出，全程只建立了一个pod。

列出Job的全部pod：

$ pods=$(kubectl get pods --selector=job-name=pi --output=jsonpath={.items..metadata.name})
$ echo $pods
pi-aiw0a

查看Pod的输出

$ kubectl logs $pods
3.14159265358979323846264......

以上是最简单的Job应用示例，输出圆周率小数点后2000位。可是，考虑另一种状况，假如咱们须要计算圆周率小数点后3000、4000、5000位怎么办？一种方案是先将上例中的2000改为3000，建立并运行。而后再改为4000，再建立并运行，一直到5000。显然这种方案并不高明：麻烦、资源利用率低。另一种方法是同时建立4个Job，分别计算2000、3000、4000、5000。注意4个Job的name字段不能冲突分别是pi-2000、pi-3000、pi-4000、pi-5000，文件名分别为pi-2000.yaml、pi-3000.yaml、pi-4000.yaml、pi-5000.yaml，并保存在目录/tmp/pi下。利用kubectl对目录的支持一次性建立4个Job：

$ kubectl create -f /tmp/pi
job "pi-2000" created
job "pi-3000" created
job "pi-4000" created
job "pi-5000" created

以上方法是伪并发，只适用于任务量少的状况。假如咱们须要处理的任务是从pi-1到pi-10000，那么以上方法就不适用了：

须要同时建立太多的Job与pod，很差管理。
资源配额限制。

粗并发Job

本例建立一个Job，但Job要建立多个pod。了解完示例后就明白为何叫“粗并发”。

本示例须要一个消息队列服务的配合，不详细描述如何部署、填充消息队列服务。假设咱们有一个RabbitMQ服务，集群内访问地址为：amqp://guest:guest@rabbitmq-service:5672。其有一个名为job1的队列，队列内有apple banana cherry date fig grape lemon melon共8个成员。

另外假设咱们有一个名为gcr.io/<project>/job-wq-1的image，其功能是从队列中读取出一个元素并打印到标准输出，而后结束。注意，它只处理一个元素就结束了。接下来建立以下Job：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-wq-1
spec:
  completions: 8
  parallelism: 2
  template:
    metadata:
      name: job-wq-1
    spec:
      containers:
      - name: c
        image: gcr.io/<project>/job-wq-1
        env:
        - name: BROKER_URL
          value: amqp://guest:guest@rabbitmq-service:5672
        - name: QUEUE
          value: job1
      restartPolicy: OnFailure

上例中，completions的值为8，等于job1队列中元素的个数。由于每一个成功的pod处理一个元素，因此须要成功8次，job1中的全部成员就会被处理完成。在粗并发模式下，completions的值必需指定，不然其默认值为1，整个Job只处理一个成员就结束了。

上例中，parallelism的值是2。虽然须要pod成功8次，但在同一时间，只容许有两个pod并发。一个成功结束后，再启动另外一个。这个参数的主要目的是控制并发pod的个数，可根据实际状况调整。固然能够不指定，那么默认的并发个数就是1。

env中的内容告诉image如何访问队列。

将以上内容保存在job.yaml文件中，运行Job：

kubectl create -f ./job.yaml

稍等片刻Job运行完成，查看结果：

$ kubectl describe jobs/job-wq-1
Name:             job-wq-1
Namespace:        default
Selector:         controller-uid=41d75705-92df-11e7-b85e-fa163ee3c11f
Labels:           controller-uid=41d75705-92df-11e7-b85e-fa163ee3c11f
                  job-name=job-wq-1
Annotations:      <none>
Parallelism:      2
Completions:      8
Start Time:       Wed, 06 Sep 2017 16:42:02 +0800
Pods Statuses:    0 Running / 8 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:       controller-uid=41d75705-92df-11e7-b85e-fa163ee3c11f
                job-name=job-wq-1
  Containers:
   c:
    Image:      gcr.io/causal-jigsaw-637/job-wq-1
    Port:
    Environment:
      BROKER_URL:       amqp://guest:guest@rabbitmq-service:5672
      QUEUE:            job1
    Mounts:             <none>
  Volumes:              <none>
Events:
  FirstSeen  LastSeen   Count    From    SubobjectPath    Type      Reason              Message
  ─────────  ────────   ─────    ────    ─────────────    ──────    ──────              ───────
  27s        27s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-hcobb
  27s        27s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-weytj
  27s        27s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-qaam5
  27s        27s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-b67sr
  26s        26s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-xe5hj
  15s        15s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-w2zqe
  14s        14s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-d6ppa
  14s        14s        1        {job }                   Normal    SuccessfulCreate    Created pod: job-wq-1-p17e0

查看Events，能够看到总共建立了8个pod。在本例中，每处理队列中的一个成员都须要建立一个pod，开销很大。若是队列中的成员个数很是庞大，那么这种处理方式就不适用。咱们但愿少建立pod、每一个pod能处理多条记录,请看下面示例

细并发Job

redis:6379> lrange job2 0 -1
1) "apple"
2) "banana"
3) "cherry"
4) "date"
5) "fig"
6) "grape"
7) "lemon"
8) "melon"
9) "orange"

接下来建立image，详细过程不描述。只需肯定这个image运行以下名为worker.py的python程序

#!/usr/bin/env python
 
import time
import rediswq
 
host="redis"
# Uncomment next two lines if you do not have Kube-DNS working.
# import os
# host = os.getenv("REDIS_SERVICE_HOST")
 
q = rediswq.RedisWQ(name="job2", host="redis")
print("Worker with sessionID: " +  q.sessionID())
print("Initial queue state: empty=" + str(q.empty()))
while not q.empty():
  item = q.lease(lease_secs=10, block=True, timeout=2) 
  if item is not None:
    itemstr = item.decode("utf=8")
    print("Working on " + itemstr)
    time.sleep(10) # Put your actual work here instead of sleep.
    q.complete(item)
  else:
    print("Waiting for work")
print("Queue empty, exiting")

首先链接到redis的job2队列。而后是一个while循环，每次读job2中的一条记录并输出，而后sleep 10s。循环退出的条件是job2队列为空。这个image与示例2不一样，示例2只处理一条记录这就结束，而这个能够处理多条一直到队列为空。

接下来定义Job：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-wq-2
spec:
  parallelism: 2
  template:
    metadata:
      name: job-wq-2
    spec:
      containers:
      - name: c
        image: gcr.io/myproject/job-wq-2
      restartPolicy: OnFailure

上例中，无需像示例2同样指定 completions的值，由于结束条件是job2为空，已经内嵌在image的逻辑中。parallelism=2表示能够并发两个pod，不设置默认为1，在实际应用中可据实际状况自行调整。

运行Job：

kubectl create -f ./job.yaml

过一会查看Job运行情况：

$ kubectl describe jobs/job-wq-2
Name:             job-wq-2
Namespace:        default
Selector:         controller-uid=b1c7e4e3-92e1-11e7-b85e-fa163ee3c11f
Labels:           controller-uid=b1c7e4e3-92e1-11e7-b85e-fa163ee3c11f
                  job-name=job-wq-2
Annotations:      <none>
Parallelism:      2
Completions:      <unset>
Start Time:       Mon, 11 Jan 2016 17:07:59 -0800
Pods Statuses:    1 Running / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:       controller-uid=b1c7e4e3-92e1-11e7-b85e-fa163ee3c11f
                job-name=job-wq-2
  Containers:
   c:
    Image:              gcr.io/exampleproject/job-wq-2
    Port:
    Environment:        <none>
    Mounts:             <none>
  Volumes:              <none>
Events:
  FirstSeen    LastSeen    Count    From            SubobjectPath    Type        Reason            Message
  ---------    --------    -----    ----            -------------    --------    ------            -------
  33s          33s         1        {job-controller }                Normal      SuccessfulCreate  Created pod: job-wq-2-lglf8

虽然容许的最大并发数是2，但Events显示只建立成功一个pod，这个是正常状况，最大并不是必需，可能系统由于资源问题达不到最大。

查看pod输出：

$ kubectl logs pods/job-wq-2-7r7b2
Worker with sessionID: bbd72d0a-9e5c-4dd6-abf6-416cc267991f
Initial queue state: empty=False
Working on banana
Working on date
Working on lemon

细并发相比与粗并发，减小了建立pod的开销，使每一个pod能处理多条记录，可是pod要本身决定退出条件，若是不退出，那么Job永远没法结束。

关于资源回收

Job建立的pod在结束运行后，不管是成功仍是失败，不会默认删除，仍然保留在系统中，这样用户才能够查看其日志、状态信息、排除错误。用户须要手动运行kubectl delete删除全部运行结束的pod，为了方便组织资源，一次性删除会部pod，能够被pod自定义标签。Job在运行完成后也仍然保留在系统中，由用户删除。因此使用Job，用户应注意资源回收，避免资源被耗尽。