Kubernetes Jobs 和 CronJobs 入门指南

Kubernetes 是容器的默认编排引擎。 它具有以下选项来控制和管理 Pod 和容器：

1. Deployments（部署）
2. StatefulSets（有状态集）
3. ReplicaSets（副本集）

这些特性中的每一个都有其自身的用途，共同的功能是确保 Pod 持续运行。 在故障情况下，这些控制器会重新启动或重新调度 Pod，以确保 Pod 中的服务继续运行。

正如Kubernetes 文档解释的那样，Kubernetes Job 创建一个或多个 Pod，并确保在任务（Job）完成时终止指定数量的 Pod。

就像在典型的操作系统中一样，在 Kubernetes 世界中，无需用户交互即可执行自动化的计划作业的能力非常重要。但是 Kubernetes Jobs 不仅仅是运行自动化作业，并且可以通过以下方式使用它们：

1. Jobs
2. CronJobs
3. 工作队列（这超出了本文的范围）

听起来很简单，对吧？ 也许吧。 任何从事容器和微服务应用程序工作的人都知道，有些应用程序需要临时服务，以便它们可以为应用程序或 Kubernetes 集群执行特定任务。

在本文中，我将深入探讨 Kubernetes Jobs 为什么重要，如何创建 Jobs 和 CronJobs，以及何时将它们用于在 Kubernetes 集群上运行的应用程序。

Kubernetes Jobs 和 CronJobs 之间的区别

Kubernetes Jobs 用于创建执行分配给它们的特定任务的临时 Pod。CronJobs 做同样的事情，但是它们根据定义的计划运行任务。

Jobs 在 Kubernetes 中扮演着重要的角色，尤其是在运行批处理进程或重要的临时操作时。 Jobs 与其他 Kubernetes 控制器的不同之处在于，它们运行任务直到完成，而不是管理所需的状态，例如在 Deployments、ReplicaSets 和 StatefulSets 中。

如何创建 Kubernetes Jobs 和 CronJobs

掌握了这些背景知识，您就可以开始创建 Jobs 和 CronJobs 了。

先决条件

要进行此练习，您需要具备以下条件：

1. 一个可用的 Kubernetes 集群；您可以使用以下方式安装它：
   • CentOS 8
   • Minikube
2. kubectl Kubernetes 命令行工具

这是我用于此演示的 Minikube 部署

$ minikube version
minikube version: v1.8.1

$ kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://172.17.0.59:8443
KubeDNS is running at https://172.17.0.59:8443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy

$ kubectl get nodes
NAME       STATUS   ROLES    AGE   VERSION
minikube   Ready    master   88s   v1.17.3

Kubernetes Jobs

就像 Kubernetes 世界中的任何其他事物一样，您可以使用定义文件创建 Kubernetes Jobs。 使用您喜欢的编辑器创建一个名为 sample-jobs.yaml 的文件。

以下是您可以用来创建示例 Kubernetes Job 的文件片段

apiVersion: batch/v1          ## The version of the Kubernetes API
kind: Job                     ## The type of object for jobs
metadata:
 name: job-test
spec:                         ## What state you desire for the object
 template:
   metadata:
     name: job-test
   spec:
     containers:
     - name: job
       image: busybox                  ##  Image used
       command: ["echo", "job-test"]   ##  Command used to create logs for verification later
     restartPolicy: OnFailure          ##  Restart Policy in case container failed

接下来，将 Jobs 应用到集群中

$ kubectl apply -f sample-jobs.yaml

等待几分钟以创建 Pod。 您可以查看 Pod 创建的状态

$ kubectl get pod –watch

几秒钟后，您应该看到您的 Pod 已成功创建

$ kubectl get pods
  NAME              	READY   STATUS  	RESTARTS  	 AGE
  job-test		        0/1 	Completed    	0  	     11s

创建 Pod 后，验证 Job 的日志

$ kubectl logs job-test job-test

您已经创建了您的第一个 Kubernetes Job，您可以探索有关它的详细信息

$ kubectl describe job job-test

清理 Jobs

$ kubectl delete jobs job-test

Kubernetes CronJobs

您可以将 CronJobs 用于需要在预定义的时间表上执行的集群任务。正如文档解释的那样，它们对于定期和重复性任务很有用，例如运行备份、发送电子邮件或为特定时间安排单个任务，例如当您的集群可能处于空闲状态时。

与 Jobs 一样，您可以通过定义文件创建 CronJobs。 以下是 CronJob 文件 cron-test.yaml 的片段。 使用此文件创建一个示例 CronJob

apiVersion: batch/v1beta1            ## The version of the Kubernetes API
kind: CronJob                        ## The type of object for Cron jobs
metadata:
  name: cron-test
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"            ## Defined schedule using the *nix style cron syntax
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: cron-test
            image: busybox            ## Image used
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello this is Cron test
          restartPolicy: OnFailure    ##  Restart Policy in case container failed

将 CronJob 应用到您的集群

$ kubectl apply -f cron-test.yaml
 cronjob.batch/cron-test created

验证是否使用定义文件中的计划创建了 CronJob

$ kubectl get cronjob cron-test
 NAME        SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGE
 cron-test   */1 * * * *   False     0        <none>          10s

几秒钟后，您可以找到上次计划的作业创建的 Pod，并查看其中一个 Pod 的标准输出

$ kubectl logs cron-test-1604870760
  Sun Nov  8 21:26:09 UTC 2020
  Hello from the Kubernetes cluster

您已经创建了一个 Kubernetes CronJob，该 CronJob 基于 schedule: "*/1 * * * *" 计划每次执行创建一个对象。 有时，由于集群中的环境问题，可能会错过创建。 因此，它们需要是幂等的。

其他需要知道的事情

与 Kubernetes 中的 Deployments 和 Services 不同，您不能更改同一个 Job 配置文件并立即重新应用它。 当您更改 Job 配置文件时，必须先从集群中删除之前的 Job，然后才能应用它。

通常，创建 Job 会创建一个 Pod 并执行给定的任务，如上例所示。 但是通过使用 completions 和 parallelism，您可以一个接一个地启动多个 Pod。

使用您的 Jobs

您可以使用 Kubernetes Jobs 和 CronJobs 来管理您的容器化应用程序。 在 Kubernetes 应用程序部署模式中，Jobs 非常重要，您需要一个通信机制以及 Pod 和平台之间的交互。 这可能包括应用程序需要“控制器”或“观察者”来完成任务或需要计划定期运行的情况。