Kubernetes(k8s)定时任务：CronJob|聚看点

目录一.系统环境二.前言三.Kubernetes CronJob简介四.kubernetes CronJob和Linux crontab对比五.CronJob表达式语法六.创建CronJob定时任务七.创建具有超时时间的CronJob定时任务八.总结一.系统环境

本文主要基于Kubernetes1.21.9和Linux操作系统CentOS7.4。

服务器版本	docker软件版本	Kubernetes(k8s)集群版本	CPU架构
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)	Docker version 20.10.12	v1.21.9	x86_64

Kubernetes集群架构：k8scloude1作为master节点，k8scloude2，k8scloude3作为worker节点。

服务器	操作系统版本	CPU架构	进程	功能描述
k8scloude1/192.168.110.130	CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)	x86_64	docker，kube-apiserver，etcd，kube-scheduler，kube-controller-manager，kubelet，kube-proxy，coredns，calico	k8s master节点
k8scloude2/192.168.110.129	CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)	x86_64	docker，kubelet，kube-proxy，calico	k8s worker节点
k8scloude3/192.168.110.128	CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)	x86_64	docker，kubelet，kube-proxy，calico	k8s worker节点

二.前言

在现代的云原生应用中，定时任务是一个非常重要的组成部分。Kubernetes提供了一种称为CronJob的机制，可以让我们方便地定义和管理定时任务。本文将介绍Kubernetes CronJob的基础知识以及如何使用它来运行定时任务。

(相关资料图)

使用CronJob定时任务的前提是已经有一套可以正常运行的Kubernetes集群，关于Kubernetes(k8s)集群的安装部署，可以查看博客《Centos7 安装部署Kubernetes(k8s)集群》https://www.cnblogs.com/renshengdezheli/p/16686769.html。

三.Kubernetes CronJob简介

CronJob是Kubernetes中的一种控制器（其他控制器，比如deployment，DaemonSet ，ReplicationController，ReplicaSet ），用于在指定时间间隔内运行一个或多个Pod。类似于Linux下的cron工具，可以帮助我们周期性地执行任务。Kubernetes CronJob使用Cron表达式来指定任务运行时间，这使得它非常灵活且易于使用。

除了CronJob定时任务，kubernetes还存在一次性任务job，详情请查看博客《Kubernetes(k8s)一次性任务：Job》https://www.cnblogs.com/renshengdezheli/p/17450685.html。

四.kubernetes CronJob和Linux crontab对比

熟悉Linux系统的对crontab定时任务应该不陌生，下面看看kubernetes CronJob和Linux crontab两者差异。

Linux 下的 crontab 和 Kubernetes 下的 CronJob 都是用于执行周期性任务的工具，但它们在实现方式和使用方式上有以下几点不同：

调度精度：Linux 下的 crontab 支持分钟级别的调度，而 Kubernetes 下的 CronJob 可以支持到秒级别的调度。状态管理：Linux 下的 crontab 只能通过查看日志等方式来了解任务的运行情况，而 Kubernetes 下的 CronJob 可以通过 kubectl 工具查看任务的运行状态，并且可以对任务进行修改和删除等操作。并发控制：Linux 下的 crontab 没有内置的并发控制机制，如果同一个任务同时被多次触发，可能会导致资源抢占。而 Kubernetes 下的 CronJob 可以通过 .spec.concurrencyPolicy字段指定任务的并发策略，从而避免资源抢占的问题。环境隔离：Linux 下的 crontab 所有任务都运行在同一个环境中，容易出现依赖冲突等问题。而 Kubernetes 下的 CronJob 可以定义多个 Pod 来运行不同的任务，从而实现了任务之间的环境隔离。缩放性：Linux 下的 crontab 通常只能运行在单台服务器上，无法进行水平扩展。而 Kubernetes 下的 CronJob 可以运行在多节点的集群上，并且可以通过水平扩展来提高任务的并发度和可用性。

综上所述，Linux 下的 crontab 和 Kubernetes 下的 CronJob 在功能和使用方式上都有不同，具体使用哪种工具取决于具体的需求和场景。

五.CronJob表达式语法

cronjob类似于Linux 的crontab， cronjob简写为cj，查看cronjob任务。

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get cjNo resources found in job namespace.[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get cronjobNo resources found in job namespace.

查看创建cronjob的帮助

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl create cj --helpCreate a cronjob with the specified name.Aliases:cronjob, cjExamples:  # Create a cronjob  kubectl create cronjob my-job --image=busybox --schedule="*/1 * * * *"    # Create a cronjob with command  kubectl create cronjob my-job --image=busybox --schedule="*/1 * * * *" -- date......Usage:  kubectl create cronjob NAME --image=image --schedule="0/5 * * * ?" -- [COMMAND] [args...] [flags] [options]Use "kubectl options" for a list of global command-line options (applies to all commands).

CronJob表达式由五个字段组成，分别代表分钟、小时、日、月、周几。每个字段可以是以下任何值：

单个数字：例如5表示第5分钟或5月份。逗号分隔的数字列表：例如5,15,25表示第5、15和25分钟。连续的数字范围：例如10-15表示从第10分钟到第15分钟。星号（*）：表示匹配该字段的所有值。例如在分钟字段上使用星号表示每分钟执行任务。斜杠（/）：表示步长值。例如在分钟字段上使用"*/3"表示每隔3分钟执行一次任务。

CronJob表达式示例：

每小时执行：0 * * * *每天晚上10点执行：0 22 * * *每周一早上6点执行：0 6 * * 1每2分钟运行一次任务 ： */2 * * * *六.创建CronJob定时任务

生成cronjob的yaml文件，--schedule="*/1 * * * *" 表示每分钟执行一次，执行的命令为：-- sh -c "date;sleep 10"打印当前日期和休眠10秒钟。

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl create cronjob my-cronjob --image=busybox --schedule="*/1 * * * *" --dry-run=client -o yaml -- sh -c "date;sleep 10" >cronjob.yaml[root@k8scloude1 jobandcronjob]# cat cronjob.yaml apiVersion: batch/v1kind: CronJobmetadata:  creationTimestamp: null  name: my-cronjobspec:  jobTemplate:    metadata:      creationTimestamp: null      name: my-cronjob    spec:      template:        metadata:          creationTimestamp: null        spec:          containers:          - command:            - sh            - -c            - date;sleep 10            image: busybox            name: my-cronjob            resources: {}          restartPolicy: OnFailure  schedule: "*/1 * * * *"status: {}

修改yaml文件，功能为：创建一个 名为my-cronjob的Kubernetes CronJob定时任务，使用 busybox 镜像作为容器镜像，执行每分钟一次的定时任务，任务是date;sleep 10打印当前日期和休眠10秒钟。

schedule:*/1 * * * *：表示每分钟执行一次作业。

restartPolicy: OnFailure：在容器执行失败时重新启动容器。

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# vim cronjob.yaml [root@k8scloude1 jobandcronjob]# cat cronjob.yaml apiVersion: batch/v1kind: CronJobmetadata:  creationTimestamp: null  name: my-cronjobspec:  jobTemplate:    metadata:      creationTimestamp: null      name: my-cronjob    spec:      template:        metadata:          creationTimestamp: null        spec:          #当需要关闭容器时，立即杀死容器而不等待默认的30秒优雅停机时长。          terminationGracePeriodSeconds: 0          containers:          - command:            - sh            - -c            - date;sleep 10            image: busybox            #imagePullPolicy: IfNotPresent：表示如果本地已经存在该镜像，则不重新下载；否则从远程 Docker Hub 下载该镜像            imagePullPolicy: IfNotPresent            name: my-cronjob            resources: {}          #restartPolicy: OnFailure：在容器执行失败时重新启动容器。            restartPolicy: OnFailure  #表示每分钟执行一次作业。          schedule: "*/1 * * * *"status: {}

创建cronjob并查看

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl apply -f cronjob.yaml cronjob.batch/my-cronjob created[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get cjNAME         SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGEmy-cronjob   */1 * * * *   False     0                  4s[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNo resources found in job namespace.

现在开始观察pod状态，使用watch每 0.5 秒执行一次 kubectl get pod命令，实时查看 Kubernetes 集群中 Pod 的状态信息。可以发现由于sleep 10，所以每个pod运行10秒之后status由running变为Completed。

#每 0.5 秒执行一次 `kubectl get pod` 命令[root@k8scloude1 jobandcronjob]# watch -n .5 "kubectl get pod"[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGEmy-cronjob-27406765-xk2v7   1/1     Running   0          9s[root@k8scloude1 jobandcronjob]# watch -n .5 "kubectl get pod"[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNAME                        READY   STATUS      RESTARTS   AGEmy-cronjob-27406765-xk2v7   0/1     Completed   0          70smy-cronjob-27406766-7gbjc   1/1     Running     0          10s[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNAME                        READY   STATUS      RESTARTS   AGEmy-cronjob-27406765-xk2v7   0/1     Completed   0          76smy-cronjob-27406766-7gbjc   0/1     Completed   0          16s

删除cronjob

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl delete cj my-cronjob cronjob.batch "my-cronjob" deleted[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNo resources found in job namespace.[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get cjNo resources found in job namespace.

七.创建具有超时时间的CronJob定时任务

刚才创建的cronjob，每个pod会运行10s（sleep 10）,有的pod可能会运行很长时间，我们可以使用activeDeadlineSeconds参数限制pod最多运行多长时间。activeDeadlineSeconds 用于指定 Pod 最大的运行时间。如果一个 Pod 已经运行了超过这个时间，Kubernetes 会强制将其终止删除。

修改yaml文件，添加activeDeadlineSeconds: 5：设置了 Pod 最大运行时间为 5 秒，如果超过这个时间就会被 Kubernetes 强制删除。

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# vim cronjob.yaml [root@k8scloude1 jobandcronjob]# cat cronjob.yaml apiVersion: batch/v1kind: CronJobmetadata:  creationTimestamp: null  name: my-cronjobspec:  jobTemplate:    metadata:      creationTimestamp: null      name: my-cronjob    spec:      #activeDeadlineSeconds: 5：设置了 Pod 最大运行时间为 5 秒，如果超过这个时间就会被 Kubernetes 强制删除。      activeDeadlineSeconds: 5      template:        metadata:          creationTimestamp: null        spec:          #当需要关闭容器时，立即杀死容器而不等待默认的30秒优雅停机时长。          terminationGracePeriodSeconds: 0          containers:          - command:            - sh            - -c            - date;sleep 10            image: busybox            imagePullPolicy: IfNotPresent            name: my-cronjob            resources: {}          #restartPolicy: OnFailure：在容器执行失败时重新启动容器。            restartPolicy: OnFailure  #表示每分钟执行一次作业。          schedule: "*/1 * * * *"status: {}

创建cronjob

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl apply -f cronjob.yaml cronjob.batch/my-cronjob created[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get cjNAME         SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGEmy-cronjob   */1 * * * *   False     0                  6s[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNo resources found in job namespace.

现在开始观察pod状态，使用watch每 0.5 秒执行一次 kubectl get pod命令，实时查看 Kubernetes 集群中 Pod 的状态信息。可以发现每一分钟执行一次定时任务“*/1 * * * *” ，sleep 10超过5秒，pod运行5秒之后被强制删除。

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# watch -n .5 "kubectl get pod"[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGEmy-cronjob-27406771-vskpb   1/1     Running   0          3s[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNo resources found in job namespace.[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNo resources found in job namespace.

删除cronjob

[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl delete cj my-cronjob cronjob.batch "my-cronjob" deleted[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get cjNo resources found in job namespace.[root@k8scloude1 jobandcronjob]# kubectl get podNo resources found in job namespace.

八.总结

本文介绍了Kubernetes CronJob定时任务的语法，如何创建cronjob定时任务，以及创建具有超时时间的cronjob。

Kubernetes CronJob为容器化环境提供了非常便利的任务调度功能，可以帮助我们自动化许多常见的周期性任务。

关键词：