【青训营】分布式定时任务简述

这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 13 天

分布式定时任务简述

定义

定时任务是指系统为了自动完成特定任务，实时、延时、周期性完成任务调度的过程。分布式定时任务是把分散的、可靠性差的定时任务纳入统一平台，并且实现集群管理调度和分布式部署的一种定时任务管理方式

按照触发时机分类，有：

• 定时任务：特定时间触发，比如今天15:06执行
• 延时任务：延时触发，比如10s后执行
• 周期任务：固定周期时间，或者固定频率周期调度触发，比如每天12点或者每隔5s执行

按照执行方式分类

• 单机任务：随机触发一台机器执行任务，适合计算量小、并发度低的任务
• 广播任务：将一个命令广播到所有机器上执行，比如一起清理日志
• Map任务：一个任务可以拆分为多个子任务，每一个子任务负责一部分计算。适用于计算量大，单机无法满足的任务
• MapReduce任务：在Map任务的基础上，还可以对所有的子任务的结果做汇总计算，适用于计算量大，并且需要对子任务结果做汇总的任务

分布式定时任务vs单机定时任务

关系：都可以实现自动化的实时、延时、周期性完成任务调度的过程

差异：

• 分布式可以支撑更大的业务体量
• 分布式定时任务的性能、稳定性更高

分布式定时任务vs大数据处理引擎

关系：

• 都可以对海量数据做处理
• 性能、稳定性都很高

差异

• 定时不是大数据处理引擎要解决的核心问题

核心架构

分布式定时任务核心要解决触发、调度、执行三个问题

• 触发器：Trigger，解析任务，生成触发事件
• 调度器：Scheduler，分配任务，管理任务生命周期
• 执行器：Executor，获取执行任务单元，执行任务逻辑

除此之外，还有一个控制台Admin，提供任务管理和干预功能

数据流：

第一层：控制台

分布式定时任务的实体约束关系图

• 任务：Job，任务元数据
• 任务实例：JobInstance，任务实例，一个Job执行一次产生一个实例
• 任务结果：JobResult，任务运行出来的结果
• 任务历史：JobHistory，用户可以修改任务信息

任务元数据是用户对任务属性的定义，包括任务类型、调度时机、执行行为等，其状态转换如下

、
任务实例是一个确定的Job的依次运行的实例，第一个属性是Job_id，表示这是哪个任务的实例，第二个是触发时间，第三个是运行的状态和结果，第四个是运行的过程信息

第二层：触发器

触发器的核心职责是给定一系列任务，解析它们的触发规则，在规定的时间点触发任务的调度

设计触发器的时候：

• 需要支持大量任务，因为定时任务往往伴随着高并发
• 需要支持秒级的调度，因为定时任务对时间敏感
• 周期任务需要多次执行
• 需要保证秒级扫描的高性能，并且避免资源浪费

方案1：定时扫描+延时消息

扫描器从数据库中扫描出最近需要执行的定时任务（比如十分钟内 ），然后将信息传递到processor，但是此时某些任务并不一定要立即执行，因此可以将任务发送到延时消息队列MQ中，并且实时向DB更新状态。如果时间到则调度器开始调度并执行,腾讯和字节使用该方案

方案2：时间轮
时间轮是一种高效利用线程资源进行批量化调度的模型，时间轮是一个存储环形队列，底层采用数组实现，数组中每个元素可以存放一个定时任务列表，这种方式是Quartz所采用的方式