PowerJob分布式任务调度与计算框架

布满荆棘的人生 2023-09-27 14:26 72阅读 0赞

**目录**

1、概述

2、为什么选择PowerJob？

3、同类产品对比

4、适用场景

5、设计目标

6、整体架构

7、快速开始

1)、初始化项目

2)、启动调度服务器

8、编写示例代码

9、任务的配置与运行

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### 1、概述 ###

中国开源年会 & Apache 路演 - 关于 PowerJob 的介绍：[我和我的任务调度中间件\_哔哩哔哩\_bilibili][bilibili]

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。

github：https://github.com/KFCFans/PowerJob.git

gitee：[PowerJob][]

试用地址：[PowerJob][PowerJob 1] 试用应用名称：powerjob-agent-test 控制台密码：123

手册：[在线试用 · 语雀][Link 1] [PowerJob 简介][PowerJob 2]

### 2、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。

### 3、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</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>

### 4、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、未支付订单超时取消等。
 *  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。
 *  有需要**延迟执行**某些任务的业务场景：比如订单过期处理等。

### 5、设计目标 ###

PowerJob 的设计目标为**企业级的分布式任务调度平台**，即成为公司内部的**任务调度中间件**。整个公司统一部署调度中心 powerjob-server，旗下所有业务线应用只需要依赖 powerjob-worker 即可接入调度中心获取任务调度与分布式计算能力。

### 6、整体架构 ###

![f281920a7165e16f5ede3ec0a112e3da.png][]

### 7、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。

#### 1)、初始化项目 ####

Spring Boot 基础就不介绍了，推荐看这个免费教程：

> https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

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

![86e9907d6d273bc3497c8e8d6e715c8a.png][]

#### 2)、启动调度服务器 ####

创建数据库 powerjob-daily

修改配置文件，配置文件的说明官方文档写的非常详细，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

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！

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～）

![e05d5530867b793c54e8fd83bd77ebe6.png][]

### 8、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。分享资料：[Spring Boot 学习笔记][Spring Boot]。

**a）**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;
        }
    }

**b）**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，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~");
        }
    }

**c）**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。

另外，如果你近期准备面试跳槽，建议在[PowerJob 简介][PowerJob 3]小程序在线刷题，涵盖 2000+ 道 Java 面试题，几乎覆盖了所有主流技术面试题。

### 9、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。

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。

![cc89439fc5784cac693e6eab32995ddf.png][]

点击任务管理 -> 新建任务（右上角），开始创建任务。

![350c55e10cde9cd828fb99b6c2f04c80.png][]

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。

![0fa16a37f12e111de536463f01ccbef4.png][]

前往任务示例边栏，查看任务的运行状态和在线日志

![ecb175ef93b8c3d35a6ad370ac5fc28a.png][]

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[在线试用 · 语雀][Link 1]

参考链接：[【PowerJob】新一代分布式任务调度与计算框架][PowerJob 4]

[bilibili]: https://www.bilibili.com/video/BV1SK411A7F3/
[PowerJob]: https://gitee.com/KFCFans/PowerJob
[PowerJob 1]: http://try.powerjob.tech/#/welcome
[Link 1]: https://www.yuque.com/powerjob/guidence/trial
[PowerJob 2]: https://www.yuque.com/powerjob/guidence/ztn4i5
[f281920a7165e16f5ede3ec0a112e3da.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f281920a7165e16f5ede3ec0a112e3da.png
[86e9907d6d273bc3497c8e8d6e715c8a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/86e9907d6d273bc3497c8e8d6e715c8a.png
[e05d5530867b793c54e8fd83bd77ebe6.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e05d5530867b793c54e8fd83bd77ebe6.png
[Spring Boot]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3ODcxMzQzMw==&mid=2247566696&idx=2&sn=7ab7f0b5fd243e5834e34da9037df5b5&chksm=eb51405edc26c94803ede8b9c0f8d155a4af2126a7668d0844fffbfd07abb1a1137ac563caae&scene=21#wechat_redirect
[PowerJob 3]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3ODcxMzQzMw==&mid=2247576073&idx=1&sn=15c902f7ddc198aad8ab19bf64a36f68&chksm=eb512f3fdc26a62954130e06f6a2b09dd42b78cafa5a36aa5d18530eb3d9e8b3948b8c992109&mpshare=1&scene=1&srcid=0202DKPWGASpRzbZHcGOhTq3&sharer_sharetime=1675328528318&sharer_shareid=681eea6bcee516f2ecfdb1de375a9fe3&key=90e886f3748d8b4e70d60bd6af946c93123e6d3b7606ea023c3301faa0ca7494b3631141787de2676ef340cc0699e6b3a30de425f5a3574fb94a2103f26d43bebc38b6e146e176ec36a5aa234a706fe04e8425c52357c61d078f2a0090cc8e6dce884bd5c7237ca7e9d7507a71c888133f485b1c3b7ea7ff53706c8cb93d6fa7&ascene=1&uin=MTEyNzUyOTAxOQ%3D%3D&devicetype=Windows+11+x64&version=6309001c&lang=zh_CN&exportkey=n_ChQIAhIQlHmPYd4elsGSGoBsvKJDmRLqAQIE97dBBAEAAAAAAKFGFZFciMoAAAAOpnltbLcz9gKNyK89dVj0WA6xaNeFLQcbwjGXjyweuLR1o2asKb%2BJ8C%2BTgh%2FrXDolHnlNFpA7rR9xLOC%2BQnwfhqvgXSodvoBabGZwbkB1aFdHhtGWAqdBIw38Ro%2BHnqIxZSfV%2FYTSsUJ6N8CGjnHaVlrWCKwj5jZ%2BLZUiIgJ%2FSC1M7DQhz5RKPId8Fug6kOp4fRoL8%2Fy8%2Fi89fRxmfSaamQg02WrlDaP1%2B4zkvLj0t0ckfdAbHpqxjreRoRtPzP1cAMgtNNKXVeHRXDkcYjX%2Fv70vPw%3D%3D&acctmode=0&pass_ticket=g1AlgwnprdKlMhh6YAPYQGEBFHgTjH%2FHA15H1ic%2BgxRU9uAHRLRr%2Ff8hYYlK%2FJSU9CzFVrjyflluEXCyQwtVIw%3D%3D&wx_header=1&fontgear=2
[cc89439fc5784cac693e6eab32995ddf.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/cc89439fc5784cac693e6eab32995ddf.png
[350c55e10cde9cd828fb99b6c2f04c80.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/350c55e10cde9cd828fb99b6c2f04c80.png
[0fa16a37f12e111de536463f01ccbef4.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0fa16a37f12e111de536463f01ccbef4.png
[ecb175ef93b8c3d35a6ad370ac5fc28a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ecb175ef93b8c3d35a6ad370ac5fc28a.png
[PowerJob 4]: https://blog.csdn.net/LY_624/article/details/106987036