Kubernetes(K8s)之Job控制器

作者: 程序员面试吧 | 来源:发表于2020-08-03 18:07 被阅读0次

Job控制器介绍

Job控制器用于Pod对象运行一次性任务，容器中的进程在正常运行结束后不会对其进行重启，而是将Pod对象置于"Completed"(完成)状态，若容器中的进程因错误而终止，则需要按照重启策略配置确定是否重启，未运行完成的Pod对象因其所在的节点故障而意外终止后会被调度。
Job控制器的Pod对象的状态转换如下图所示：

Job控制器运行模式

有的作业可能需要运行不止一次，用户可以配置它们以串行或者并行的方式运行。

单工作队列(work queue)：串行式Job，N个作业需要串行运行N次，直至满足期望的次数。如下图所示，这次Job也可以理解为并行度为1的作业执行方式，在某个时刻仅存在一个Pod资源对象。
多工作队列：并行式Job，这种方式可以设置工作队列数量，即为一次可以执行多个工作队列，每个队列负责一个运行作业，如下图所示，有五个作业，我们就启动五个工作队列去并行执行，当然五个作业，我们也可以只启动两个工作队列去串行执行，两个队列每次各执行一个作业，则一个队列需要执行三次，另一个执行两次。

创建Job对象

Job控制器的spec字段内嵌的必要字段只有template，不需要定义标签选择器，控制器会自动关联，除了这一点与Deployment控制器不同，其它别无二致。

1.创建Job控制器配置清单
使用busybox镜像，然后沉睡120s，完成后即正常退出容器

cat busybox-job.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: busybox-job
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox:latest
        command: [ "/bin/sh", "-c", "sleep 120s" ]
      restartPolicy: Never

Pod模版中的spec.restartPolicy默认为"Always"，这对Job控制器来说非常不适用，"Never"和"OnFeailure"才比较合适Job控制器

2.创建Job控制器

kubectl apply -f busybox-job.yaml

3.查看Job控制器及Pod状态

kubectl get job -o wide
NAME          COMPLETIONS   DURATION   AGE   CONTAINERS   IMAGES           SELECTOR
busybox-job   0/1           36s        36s   busybox      busybox:latest   controller-uid=8e85200f-43eb-4f24-ab6d-64c545287d51

kubectl get pods -o wide | grep busybox
busybox-job-wtdvf                                1/1     Running   0          45s    10.244.3.150   k8s-node01   <none>           <none>

120s后，Job控制器创建的Pod对象完成了任务

kubectl get pods -o wide | grep busybox
busybox-job-wtdvf                                0/1     Completed   0          3m38s   10.244.3.150   k8s-node01   <none>           <none>

查看Job控制器的详细信息
如下Selector与Lables都是Job控制器自动生成后自动关联，控制器自动生成的controller-uid-随机字符串，控制器携带了后面的字符串是为了防止所管理的Pod发生重合。
下面可以看到Job运行成功后及完成了操作并没有进程重启，这得助于我们设置的restartPolicy。

串行式Job

将并行度属性job.spec.parallelism的值设置为1，并设置总任务数job.spec.completions属性便能够让Job控制器以串行方式运行多任务，下面是一个需要串行5此任务的Job控制器示例：

cat busybox-job.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: busybox-job
spec:
  parallelism: 1
  completions: 5
  template:
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox:latest
        command: [ "/bin/sh", "-c", "sleep 20s" ]
      restartPolicy: OnFailure

创建Job控制器

kubectl apply -f busybox-job.yaml

动态监控Pod对象作业的变化

kubectl get pods -l job-name=busybox-job --watch

NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
busybox-job-q8wqr   0/1     Pending   0          0s
busybox-job-q8wqr   0/1     Pending   0          0s
busybox-job-q8wqr   0/1     ContainerCreating   0          0s
busybox-job-q8wqr   1/1     Running             0          20s
busybox-job-q8wqr   0/1     Completed           0          39s
busybox-job-lppcw   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-lppcw   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-lppcw   0/1     ContainerCreating   0          0s
busybox-job-lppcw   1/1     Running             0          19s
busybox-job-lppcw   0/1     Completed           0          39s
busybox-job-8jw2q   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-8jw2q   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-8jw2q   0/1     ContainerCreating   0          0s
busybox-job-8jw2q   1/1     Running             0          19s
busybox-job-8jw2q   0/1     Completed           0          40s
busybox-job-bcxpn   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-bcxpn   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-bcxpn   0/1     ContainerCreating   0          0s
busybox-job-bcxpn   1/1     Running             0          18s
busybox-job-bcxpn   0/1     Completed           0          38s
busybox-job-5t7xm   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-5t7xm   0/1     Pending             0          0s
busybox-job-5t7xm   0/1     ContainerCreating   0          0s
busybox-job-5t7xm   1/1     Running             0          20s
busybox-job-5t7xm   0/1     Completed           0          41s

如上，Job控制器需要执行五次任务，每次一个Pod执行一个任务，依次执行，执行成功后的Pod即为完成状态

kubectl get pods -l job-name=busybox-job
NAME                READY   STATUS      RESTARTS   AGE
busybox-job-5t7xm   0/1     Completed   0          4m22s
busybox-job-8jw2q   0/1     Completed   0          5m40s
busybox-job-bcxpn   0/1     Completed   0          5m
busybox-job-lppcw   0/1     Completed   0          6m19s
busybox-job-q8wqr   0/1     Completed   0          6m58s

并行式Job

并行式Job我们只需要修改job.spec.parallelism属性与job.spec.completions属性即可；
job.spec.parallelism属性表示了每次启动多少队列执行作业(即为Pod数量)
job.spec.completions属性表示了作业的总数量

如下示例一个5个作业，同时启动5个队列进行作业。

cat busybox-job.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: busybox-job
spec:
  parallelism: 5
  completions: 5
  template:
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox:latest
        command: [ "/bin/sh", "-c", "sleep 20s" ]
      restartPolicy: OnFailure

kubectl apply -f busybox-job.yaml

查看Job控制器运行状态，如下Job控制器中的Pod对象创建时间是一致的。

删除Job

Job控制器中的Pod运行完成后，将不再占用系统资源，用户可以按照需求保留或使用资源删除命令将Pod删除，不过如果某控制器的容器应用总是无法正常结束运行，而其restartPolicy又设置为了重启，则它可能会一直处于不停地重启和错误的循环当中。所幸的是，Job控制器提供了两个属性用于抑制这种情况的发生，具体如下：

backoffLimit：将作业标记为失败状态之前的重试次数，默认值为6
activeDeadlineSeconds：Job的deadline，用于为其指定最大活动时间长度，超出此时长的作业将被终止。

例如，下面的配置清单为，表示其失败重试次数为5此，并且如果超出100秒的时间仍然未运行完成，那么则将其终止：

cat busybox-job.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: busybox-job
spec:
  backoffLimit: 5
  activeDeadlineSeconds: 100
  parallelism: 1
  completions: 5
  template:
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox:latest
        command: [ "/bin/sh", "-c", "sleep 30s" ]
      restartPolicy: OnFailure
            ```
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