CN113296914A - 一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统及方法 - Google Patents

一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统及方法，系统包括分布式协调集群负责任务调度控制集群和任务执行集群设备的注册管理、与任务执行集群的各个客户端设备交互获以获取运行信息以及向任务调度控制集群提供客户端设备的运行信息；任务调度控制集群包括至少一台调度机和至少一个数据库；任务调度控制集连接并下发任务至任务执行集群；任务调度控制集群负责维护任务项目和调度策略、管理任务执行信息和日志信息，数据库用于存储管理数据；任务执行集群包括至少一台执行机，现有的各个业务系统分别与对应的执行机对接，执行机在任务调度控制集群的管控下交由对应的业务系统执行任务，执行机分别与分布式协调集群和任务调度控制集群保持信息交互。本发明具有高可用有保障，便于动态调整任务的执行。

Description

一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统及方法
技术领域
本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统及方法。
背景技术
目前集中MSS任务调度现状：1、采用Java标准的定时任务Quartz。但Quartz关注点在于定时任务而非数据，并无一套根据数据处理和定制化的流程。虽然Quartz可以基于数据库实现作业的高可用，但缺少分布式并行执行作业的功能。2、调度的作业任务动态的增加后，需要重启所有的作业任务，无法实现个别任务的动态启动或停止。3、目前执行任务只能在指定机器上执行，经常出现运行中的执行机宕机的情况影响用户的体验。4、任务的高可用得不到保障，目前执行任务未能实现调度功能，高可用得不到保障，当任务出现异常，其他机器还是处理闲置状态。5、执行任务实现了在指定频率启用指定任务的功能，但是未实现指定调度的时间区间。导致需要手工停止任务。影响用户的使用。6、作业调度，有保存任务日志，但是未实现异常任务的EMAIL提醒。需要开发、测试及运维团队蹲守检查。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统及方法。
本发明采用的技术方案是：
一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其包括分布式协调集群、任务调度控制集群和任务执行集群；
分布式协调集群（Zookeeper Cluster）负责任务调度控制集群和任务执行集群设备的注册管理、与任务执行集群的各个客户端设备交互以获取运行信息以及向任务调度控制集群提供客户端设备的运行信息；
任务调度控制集群（Scheduler Cluster）包括至少一台调度机和至少一个数据库；任务调度控制集群连接并下发任务至任务执行集群；任务调度控制集群负责维护任务项目和调度策略、管理任务执行信息和日志信息，数据库用于存储管理数据；
任务执行集群（Worker Cluster）包括至少一台执行机，现有的各个业务系统分别与对应的执行机对接，执行机在任务调度控制集群的管控下交由对应的业务系统执行任务，执行机分别与分布式协调集群和任务调度控制集群保持信息交互。
进一步地，作为一种较优实施方式，分布式协调集群包括一台主服务器和两台从服务器，主服务器和从服务器用于分布式协调集群服务的部署。
进一步地，作为一种较优实施方式，分布式协调集群与任务执行集群的各个客户端设备交互包括通讯、协调、管理、监控客户端设备的运行信息。
进一步地，作为一种较优实施方式，分布式协调集群的数据以TreeNode类型进行存储，采用集群形式部署以保证最终数据一致性。
进一步地，作为一种较优实施方式，任务调度控制集群中多台调度机共享调度任务，且同一调度任务仅有一台调度机执行调度。
进一步地，作为一种较优实施方式，任务调度控制集群包括三台调度机、主数据库和从数据库，主数据库和从数据库之间同步数据。当前调度机异常宕机后，其余的调度机会接续上。任务调度策略支持ORACLE数据库存储，通过调度机一键加载功能提交注册中心注册。
进一步地，作为一种较优实施方式，执行机根据配置的执行线程数量（单线程或多线程）单机执行或多机并行执行任务。当前执行机异常宕机后，调度机会新调度一台执行机接管执行。
一种基于ZooKeeper的分布式任务调度方法，其包括以下步骤：
步骤1，开启先要启动分布式协调集群和任务调度控制集群；
步骤2，通过任务调度控制集群的管理控制台从分布式协调集群获取客户端设备的运行信息；
步骤3，基于当前运行信息进行任务配置，以通过任务执行集群的执行机启动实际执行任务的客户端设备；
步骤4，实际执行任务的客户端设备执行具体任务时，通过接口定时向调度机发送任务执行信息；
步骤5，调度机汇总各个执行机的任务执行信息并保存数据库中，对于异常的任务根据指定策略发送EMAIL提醒。
进一步地，作为一种较优实施方式，步骤3中任务调度控制集群通过控制ZNode的创建、修改、删除来间接控制任务的执行，并由实际执行任务的客户端设备监听对应ZNode的状态更新事件。
进一步地，作为一种较优实施方式，步骤4中实际执行任务的客户端设备根据不同的需求和不同的场景配置分片规则，进而基于分片规则拆分任务并执行任务。
进一步地，作为一种较优实施方式，任务调度控制集群的控制台提供调度策略功能、任务管理功能、日志查询、机器管理功能和系统管理功能。
本发明采用以上技术方案，建立分布式任务调度平台，采用分布式任务调度的方式替代旧有的常规任务处理方式有以下好处：
1、调度机的高可用有保障，多调度机向注册中心注册后，共享调度任务，且同一调度任务仅由一台调度机执行调度，当前调度机异常宕机后，其余的调度机会接续上。
2、执行机的高可用有保障，多执行机向注册中心注册后，配置执行机单线程（多机总线程为1）执行任务，调度机会随机启动一台执行机执行，当前执行异常机宕机后，调度机会新调度一台执行机。
3、执行机的并行高效保障，配置执行机多线程且划分多任务子项后，各任务子项均衡分配到所有执行机，各执行机均执行，多线程数据一致性协调由任务项参数区分。
4、弹性扩展失效转移保障，运行中的执行机宕机，或新增执行机，调度机将在下次任务执行前重新分配任务项，不影响正常执行机任务（崩溃的执行机当前任务处理失效）；运行中的调度机宕机或动态新增调度机，不影响执行机当前任务，调度机宕机后动态切换。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统的架构示意图；
图2为本发明一种基于ZooKeeper的分布式任务调度方法的流程原理示意图；
图3为本发明的任务调度控制集群的控制台功能示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至图3之一所示，本发明公开了一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其包括分布式协调集群、任务调度控制集群和任务执行集群；
分布式协调集群（Zookeeper Cluster）负责任务调度控制集群和任务执行集群设备的注册管理、与任务执行集群的各个客户端设备交互获以获取运行信息以及向任务调度控制集群提供客户端设备的运行信息；
任务调度控制集群（Scheduler Cluster）包括至少一台调度机和至少一个数据库；任务调度控制集连接并下发任务至任务执行集群；任务调度控制集群负责维护任务项目和调度策略、管理任务执行信息和日志信息，数据库用于存储管理数据；
任务执行集群（Worker Cluster）包括至少一台执行机，现有的各个业务系统分别与对应的执行机对接，执行机在任务调度控制集群的管控下交由对应的业务系统执行任务，执行机分别与分布式协调集群和任务调度控制集群保持信息交互。
具体的，任务执行集群的执行机支持调度配置：执行指定的类（SPRING BEAN）指定方法，执行指定存储过程两种方式。执行具体任务时，通过接口定时向调度机发送执行情况。调度机汇总各个执行机的情况，保存数据库中，对于异常的任务根据指定策略发送EMAIL提醒。
进一步地，作为一种较优实施方式，分布式协调集群包括一台主服务器和两台从服务器，主服务器和从服务器用于分布式协调集群服务的部署。
进一步地，作为一种较优实施方式，分布式协调集群与任务执行集群的各个客户端设备交互包括通讯、协调、管理、监控客户端设备的运行信息。
进一步地，作为一种较优实施方式，分布式协调集群的数据以TreeNode类型进行存储，采用集群形式部署以保证最终数据一致性。
进一步地，作为一种较优实施方式，任务调度控制集群中多台调度机共享调度任务，且同一调度任务仅有一台调度机执行调度。
进一步地，作为一种较优实施方式，任务调度控制集群包括三台调度机、主数据库和从数据库，主数据库和从数据库之间同步数据。当前调度机异常宕机后，其余的调度机会接上。任务调度策略支持ORACLE数据库存储中，通过调度机一键加载功能提交注册中心注册。
进一步地，作为一种较优实施方式，执行机根据配置的执行线程数量（单线程或多线程）单机执行或多机并行执行任务。当前执行机异常宕机后，调度机会新调度一台执行机接管执行。
一种基于ZooKeeper的分布式任务调度方法，其包括以下步骤：
步骤1，开启先要启动分布式协调集群和任务调度控制集群；
步骤2，通过任务调度控制集群的管理控制台从分布式协调集群获取客户端设备的运行信息；
具体的，分布式协调集群（zookeeper）并不实际控制任务的调度，只是负责与N台执行任务的客户端通讯，协调、管理、监控这些机器的运行信息。实际分配任务的是任务调度控制集群（schedule）的管理控制台，管理控制台从分布式协调集群（zookeeper）获取任务的运行信息。
步骤3，基于当前运行信息进行任务配置，以通过任务执行集群的执行机启动实际执行任务的客户端设备；
步骤4，实际执行任务的客户端设备执行具体任务时，通过接口定时向调度机发送任务执行信息；
步骤5，调度机汇总各个执行机的任务执行信息并保存数据库中，对于异常的任务根据指定策略发送EMAIL提醒。
进一步地，作为一种较优实施方式，步骤3中任务调度控制集群通过控制ZNode的创建、修改、删除来间接控制任务的执行，并由实际执行任务的客户端设备监听对应ZNode的状态更新事件，从而达到通过任务调度控制集群控制任务执行的目的。
进一步地，作为一种较优实施方式，步骤4中实际执行任务的客户端设备根据不同的需求和不同的场景配置分片规则，进而基于分片规则拆分任务并执行任务。
具体地，分布式机制通过灵活的Sharding方式实现，比如可以按所有数据的ID按10取模分片、按月份分片等，根据不同的需求，不同的场景由客户端配置分片规则。
针对分片策略适用场景，单个任务体量较大，指CPU消耗大，内存占用多，且该任务可拆分为任务项。以OMC上报日志为例，某次OMC上报请求的接口记录有3000条细项，平台上taskItems=1，2，3（可配置），说明该任务将拆分为3个子任务，平台将任务分发给不同的JOB执行服务，客户端可根据ID取模拆分任务，最终可能结果为：A服务上报了1000条，B服务上报了900条，C服务上报了1100条。
进一步地，作为一种较优实施方式，任务调度控制集群的控制台提供调度策略功能、任务管理功能、日志查询、机器管理功能和系统管理功能。任务调度控制集群的控制台负责控制、监控任务执行状态、异常任务提醒。
本发明采用以上技术方案，建立分布式任务调度平台，采用分布式任务调度的方式替代旧有的常规任务处理方式有以下好处：
1、调度机的高可用有保障，多调度机向注册中心注册后，共享调度任务，且同一调度任务仅由一台调度机执行调度，当前调度机异常宕机后，其余的调度机会接续上。
2、执行机的高可用有保障，多执行机向注册中心注册后，配置执行机单线程（多机总线程为1）执行任务，调度机会随机启动一台执行机执行，当前执行异常机宕机后，调度机会新调度一台执行机。
3、执行机的并行高效保障，配置执行机多线程且划分多任务子项后，各任务子项均衡分配到所有执行机，各执行机均执行，多线程数据一致性协调由任务项参数区分。
4、弹性扩展失效转移保障，运行中的执行机宕机，或新增执行机，调度机将在下次任务执行前重新分配任务项，不影响正常执行机任务（崩溃的执行机当前任务处理失效）；运行中的调度机宕机或动态新增调度机，不影响执行机当前任务，调度机宕机后动态切换。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其特征在于：其包括分布式协调集群、任务调度控制集群和任务执行集群；
分布式协调集群负责任务调度控制集群和任务执行集群设备的注册管理、与任务执行集群的各个客户端设备交互获以获取运行信息以及向任务调度控制集群提供客户端设备的运行信息；
任务调度控制集群包括至少一台调度机和至少一个数据库；任务调度控制集连接并下发任务至任务执行集群；任务调度控制集群负责维护任务项目和调度策略、管理任务执行信息和日志信息，数据库用于存储管理数据；
任务执行集群包括至少一台执行机，现有的各个业务系统分别与对应的执行机对接，执行机在任务调度控制集群的管控下交由对应的业务系统执行任务，执行机分别与分布式协调集群和任务调度控制集群保持信息交互。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其特征在于：分布式协调集群包括一台主服务器和两台从服务器，主服务器和从服务器用于分布式协调集群服务的部署。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其特征在于：分布式协调集群与任务执行集群的各个客户端设备交互包括通讯、协调、管理、监控客户端设备的运行信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其特征在于：分布式协调集群的数据以TreeNode类型进行存储，采用集群形式部署以保证最终数据一致性。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其特征在于：任务调度控制集群中多台调度机共享调度任务，且同一调度任务仅有一台调度机执行调度。
6.根据权利要求1所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其特征在于：任务调度控制集群包括三台调度机、主数据库和从数据库，主数据库和从数据库之间同步数据；
当前调度机异常宕机后，其余的调度机会接续上；任务调度策略支持ORACLE数据库存储，通过调度机一键加载功能提交分布式协调集群的注册中心完成注册动作。
7.一种基于ZooKeeper的分布式任务调度方法，采用权利要求1至6任一所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度系统，其特征在于：方法包括以下步骤：
步骤1，开启先要启动分布式协调集群和任务调度控制集群；
步骤2，通过任务调度控制集群的管理控制台从分布式协调集群获取客户端设备的运行信息；
步骤3，基于当前运行信息进行任务配置，以通过任务执行集群的执行机启动实际执行任务的客户端设备；
步骤4，实际执行任务的客户端设备执行具体任务时，通过接口定时向调度机发送任务执行信息；
步骤5，调度机汇总各个执行机的任务执行信息并保存数据库中，对于异常的任务根据指定策略发送EMAIL提醒。
8.根据权利要求7所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度方法，其特征在于：步骤3中任务调度控制集群通过控制ZNode的创建、修改、删除来间接控制任务的执行，并由实际执行任务的客户端设备监听对应ZNode的状态更新事件。
9.根据权利要求7所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度方法，其特征在于：步骤4中实际执行任务的客户端设备根据不同的需求和不同的场景配置分片规则，进而基于分片规则拆分任务并执行任务。
10.根据权利要求7所述的一种基于ZooKeeper的分布式任务调度方法，其特征在于：步骤4中执行机根据配置的执行线程数量单机执行或多机并行执行任务；当前执行机异常宕机由调度机重新调度一台执行机接管执行。
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