【PowerJob】值得你拥有的新一代分布式任务调度与计算框架

小咪咪 2023-02-20 13:50 27阅读 0赞

# 概述 #

PowerJob是新一代分布式任务调度与计算框架，支持CRON、API、固定频率、固定延迟等调度策略，提供工作流来编排任务解决依赖关系，能让您轻松完成作业的调度与繁杂任务的分布式计算。

## 为什么选择PowerJob？ ##

当前市面上流行的作业调度框架有老牌的Quartz、基于Quartz的elastic-job和原先基于Quartz后面移除依赖的xxl-job，这里分别谈一些这些框架现存的缺点。

Quartz可以视为第一代任务调度框架，基本上是现有所有分布式调度框架的“祖宗”。由于历史原因，它不提供Web界面，只能通过API完成任务的配置，使用起来不够方便和灵活，同时它仅支持单机执行，无法有效利用整个集群的计算能力。

xxl-job可以视为第二代任务调度框架，在一定程度上解决了Quartz的不足，在过去几年中是个非常优秀的调度框架，不过放到今天来看，还是存在着一些不足的，具体如下：

*  数据库支持单一：仅支持MySQL，使用其他DB需要自己魔改代码
 *  有限的分布式计算能力：仅支持静态分片，无法很好的完成复杂任务的计算
 *  不支持工作流：无法配置各个任务之间的依赖关系，不适用于有DAG需求的场景

正所谓长江后浪推前浪，在如今这个数据量日益增长、业务越来越复杂的年代，急需一款更为强大的任务调度框架来解决上诉问题，而PowerJob因此应运而生。

PowerJob可以被认为是第三代任务调度框架，在任务调度的基础上，还额外提供了分布式计算和工作流功能，其主要特性如下：

*  使用简单：提供前端Web界面，允许开发者可视化地完成调度任务的管理（增、删、改、查）、任务运行状态监控和运行日志查看等功能。
 *  定时策略完善：支持CRON表达式、固定频率、固定延迟和API四种定时调度策略。
 *  执行模式丰富：支持单机、广播、Map、MapReduce四种执行模式，其中Map/MapReduce处理器能使开发者寥寥数行代码便获得集群分布式计算的能力。
 *  DAG工作流支持：支持在线配置任务依赖关系，可视化得对任务进行编排，同时还支持上下游任务间的数据传递
 *  执行器支持广泛：支持Spring Bean、内置/外置Java类、Shell、Python等处理器，应用范围广。
 *  运维便捷：支持在线日志功能，执行器产生的日志可以在前端控制台页面实时显示，降低debug成本，极大地提高开发效率。
 *  依赖精简：最小仅依赖关系型数据库（MySQL/PostgreSQL/Oracle/MS SQLServer…），同时支持所有Spring Data JPA所支持的关系型数据库。
 *  高可用&高性能：调度服务器经过精心设计，一改其他调度框架基于数据库锁的策略，实现了无锁化调度。部署多个调度服务器可以同时实现高可用和性能的提升（支持无限的水平扩展）。
 *  故障转移与恢复：任务执行失败后，可根据配置的重试策略完成重试，只要执行器集群有足够的计算节点，任务就能顺利完成。

## 同类产品对比 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>QuartZ</th> 
   <th>xxl-job</th> 
   <th>SchedulerX 2.0</th> 
   <th>PowerJob</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>定时类型</td> 
   <td>CRON</td> 
   <td>CRON</td> 
   <td>CRON、固定频率、固定延迟、OpenAPI</td> 
   <td><strong>CRON、固定频率、固定延迟、OpenAPI</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>任务类型</td> 
   <td>内置Java</td> 
   <td>内置Java、GLUE Java、Shell、Python等脚本</td> 
   <td>内置Java、外置Java（FatJar）、Shell、Python等脚本</td> 
   <td><strong>内置Java、外置Java（容器）、Shell、Python等脚本</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>分布式任务</td> 
   <td>无</td> 
   <td>静态分片</td> 
   <td>MapReduce动态分片</td> 
   <td><strong>MapReduce动态分片</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>在线任务治理</td> 
   <td>不支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td><strong>支持</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>日志白屏化</td> 
   <td>不支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>不支持</td> 
   <td><strong>支持</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>调度方式及性能</td> 
   <td>基于数据库锁，有性能瓶颈</td> 
   <td>基于数据库锁，有性能瓶颈</td> 
   <td>不详</td> 
   <td><strong>无锁化设计，性能强劲无上限</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>报警监控</td> 
   <td>无</td> 
   <td>邮件</td> 
   <td>短信</td> 
   <td><strong>邮件，提供接口允许开发者扩展</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>系统依赖</td> 
   <td>JDBC支持的关系型数据库（MySQL、Oracle…）</td> 
   <td>MySQL</td> 
   <td>人民币（公测期间免费，哎，帮打个广告吧）</td> 
   <td><strong>任意Spring Data Jpa支持的关系型数据库（MySQL、Oracle…）</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DAG工作流</td> 
   <td>不支持</td> 
   <td>不支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td><strong>支持</strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 适用场景 ##

*  有定时执行需求的业务场景：如每天凌晨全量同步数据、生成业务报表等。
 *  有需要全部机器一同执行的业务场景：如使用广播执行模式清理集群日志。
 *  有需要分布式处理的业务场景：比如需要更新一大批数据，单机执行耗时非常长，可以使用Map/MapReduce处理器完成任务的分发，调动整个集群加速计算。

## 整体架构 ##

![arch][]

## 相关链接 ##

项目地址：[GitHub][]

官方文档：[文档][Link 1]

在线试用：[试用][Link 2]

# 快速开始 #

PowerJob由调度服务器（powerjob-server）和执行器(powerjob-worker)两部分组成，powerjob-server负责提供Web服务和完成任务的调度，powerjob-worker则负责执行用户所编写的任务代码，同时提供分布式计算能力。

## 初始化项目 ##

1.  `git clone https://github.com/KFCFans/PowerJob.git`
2.  导入 IDE，源码结构如下，我们需要启动调度服务器（powerjob-server），同时在samples工程中编写自己的处理器代码

![image.png][]

## 启动调度服务器 ##

1.  创建数据库 powerjob-daily
2.  修改配置文件，配置文件的说明[官方文档][Link 3]写的非常详细，此处不再赘述。需要修改的地方为数据库配置`spring.datasource.core.jdbc-url`、`spring.datasource.core.username`和`spring.datasource.core.password`，当然，有mongoDB的同学也可以修改`spring.data.mongodb.uri`以获取完全版体验。

oms.env=DAILY
    logging.config=classpath:logback-dev.xml
    
    ####### 数据库配置 #######
    spring.datasource.core.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
    spring.datasource.core.jdbc-url=jdbc:mysql://remotehost:3306/powerjob-daily?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    spring.datasource.core.username=root
    spring.datasource.core.password=No1Bug2Please3!
    spring.datasource.core.hikari.maximum-pool-size=20
    spring.datasource.core.hikari.minimum-idle=5
    
    ####### mongoDB配置，非核心依赖，可移除 #######
    spring.data.mongodb.uri=mongodb://remotehost:27017/powerjob-daily
    
    ####### 邮件配置（启用邮件报警则需要） #######
    spring.mail.host=smtp.163.com
    spring.mail.username=zqq
    spring.mail.password=qqz
    spring.mail.properties.mail.smtp.auth=true
    spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.enable=true
    spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.required=true
    
    ####### 资源清理配置 #######
    oms.log.retention.local=1
    oms.log.retention.remote=1
    oms.container.retention.local=1
    oms.container.retention.remote=-1
    oms.instanceinfo.retention=1
    
    ####### 缓存配置 #######
    oms.instance.metadata.cache.size=1024

1.  完成配置文件的修改后，可以直接通过启动类`com.github.kfcfans.powerjob.server.OhMyApplication`启动调度服务器，观察启动日志，查看是否启动成功～启动成功后，访问 http://127.0.0.1:7700/ ，如果能顺利出现Web界面，则说明调度服务器启动成功！
2.  注册应用：点击主页**应用注册**按钮，填入 `oms-test`和控制台密码（用于进入控制台），注册示例应用（当然你也可以注册其他的appName，只是别忘记在示例程序中同步修改～）

![image.png][image.png 1]

## 编写示例代码 ##

> 进入示例工程（powerjob-worker-samples），修改配置文件连接powerjob-server并编写自己的处理器代码。

1.  修改powerjob-worker-samples的启动配置类`com.github.kfcfans.powerjob.samples.OhMySchedulerConfig`，**将`AppName`修改为刚刚在控制台注册的名称**。

@Configuration
    public class OhMySchedulerConfig {
        @Bean
        public OhMyWorker initOMS() throws Exception {
    
            // 服务器HTTP地址（端口号为 server.port，而不是 ActorSystem port）
            List<String> serverAddress = Lists.newArrayList("127.0.0.1:7700");
    
            // 1. 创建配置文件
            OhMyConfig config = new OhMyConfig();
            config.setPort(27777);
            config.setAppName("oms-test");
            config.setServerAddress(serverAddress);
            // 如果没有大型 Map/MapReduce 的需求，建议使用内存来加速计算
            config.setStoreStrategy(StoreStrategy.MEMORY);
    
            // 2. 创建 Worker 对象，设置配置文件
            OhMyWorker ohMyWorker = new OhMyWorker();
            ohMyWorker.setConfig(config);
            return ohMyWorker;
        }
    }

1.  编写自己的处理器：随便找个地方新建类，继承你想要使用的处理器（各个处理器的介绍可见[官方文档][Link 4]，文档非常详细），这里为了简单演示，选择使用单机处理器`BasicProcessor`，以下是代码示例。

@Slf4j
    @Component
    public class StandaloneProcessorDemo implements BasicProcessor {
    
        @Override
        public ProcessResult process(TaskContext context) throws Exception {
    
            OmsLogger omsLogger = context.getOmsLogger();
            omsLogger.info("StandaloneProcessorDemo start process,context is {}.", context);
            System.out.println("jobParams is " + context.getJobParams());
            
            return new ProcessResult(true, "process successfully~");
        }
    }

1.  启动示例程序，即直接运行主类`com.github.kfcfans.powerjob.samples.SampleApplication`，观察控制台输出信息，判断是否启动成功。

## 任务的配置与运行 ##

调度服务器与示例工程都启动完毕后，再次前往Web页面（ http://127.0.0.1:7700/ ），进行任务的配置与运行。

1.  在首页输入框输入配置的应用名称，成功操作后会正式进入前端管理界面。

![image.png][image.png 2]

1.  点击任务管理 -> 新建任务（右上角），开始创建任务。

![img][]

1.  完成任务创建后，即可在控制台看到刚才创建的任务，如果觉得等待调度太过于漫长，可以直接点击**运行**按钮，立即运行本任务。

![image.png][image.png 3]

1.  前往**任务示例**边栏，查看任务的运行状态和在线日志

![image.png][image.png 4]

基础的教程到这里也就结束了～更多功能示例可见[官方文档][Link 5]，工作流、MapReduce、容器等高级特性等你来探索！

[arch]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMzM5NzI3LzE1OTMwMDY4Mjc5NzgtMTIwMjhjMDItYTEyNS00NzYwLWE3MGQtZTg5M2QxZGU1YzM4LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[GitHub]: https://github.com/KFCFans/PowerJob
[Link 1]: https://www.yuque.com/powerjob/guidence/ztn4i5
[Link 2]: https://www.yuque.com/powerjob/guidence/hnbskn
[image.png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMzM5NzI3LzE1OTIwNjMzOTk3NDctNzllZTFhNWMtODQ1Mi00ZDVhLTg4NzEtOWE5MWEwM2YxODc3LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[Link 3]: https://www.yuque.com/ohmyscheduler/guidence/bdvp1u#4DTFD
[image.png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMzM5NzI3LzE1OTMwMTE0NzU5MDMtNmZlN2RmY2ItMmE5Yi00OWM3LTk3ZmQtM2ZmZjcwNzJmNjk5LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[Link 4]: https://www.yuque.com/ohmyscheduler/guidence/hczm7m
[image.png 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMzM5NzI3LzE1OTMwMTE2OTEyOTYtYjM3N2ZjZDktNzIzMC00ZmUyLThmYWEtZTE0MGY0ZWU1MGQ3LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[img]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMzM5NzI3LzE1OTE5NDgxMTM5MTMtZTk2YzFjNWItNjVmNi00NDdlLWE2MGQtNGFlNDExOWJkODIzLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[image.png 3]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMzM5NzI3LzE1OTMwMTE4Mjg5NDctY2Y3NTlmYWYtNmI2Yy00ZTEzLWJiNTAtNjBkMmE1OGRkMTZjLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[image.png 4]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMzM5NzI3LzE1OTMwMTE5MTY4MTItYTUyYjk1NTQtOGM5OC00MTczLTkyZDQtYmY5MTM4OTZkMjgxLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[Link 5]: https://www.yuque.com/ohmyscheduler/guidence/ysug77