Day 21 Jobs, CronJobs, DaemonSet

15th鐵人賽 kubernetes

wwwxxch

2023-10-06 00:42:25

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今天來筆記一下 Jobs、CronJobs、 DaemonSet 各是怎樣的 Objects。

Job

有些服務是要一直運行不中斷，但有些工作可能只需要執行一次、或是要定期執行，這時就可以使用 Job or CronJob 這兩種 Controller 來建立 Pods。

先來看 Job 的 spec -

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl:5.34.0
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

這個 Job 會建立一個 Pod，pi 這個 container 會算圓周率的值，計算到小數點後 2000 位並印出。執行完這個工作就會結束這個 Pod。

其中 restartPolicy 在 Job template 只能設定 Never 或是 OnFailure。也就是從不重啟、失敗後才重啟，但不像 Pod 可以設定一直重啟 (Always)

backoffLimit 是指如果這個任務嘗試執行 4 次還是失敗的話，則 Job 被標記為失敗。預設會是 6 次。

再來 Job 也能夠指定要運行多個 Pod，可以用 completions 這個 field 來計算任務被完成幾次。預設會是 1 次。

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
	name: random-error-job-nopara
spec:
	completions: 3
	# parallelism: 1
	template:
		spec:
			containers:
				- name: random-error
					image: kodekloud/random-error
		restartPolicy: Never

例如這個範例使用的 image 會得到隨機性的錯誤，而 completions 設成 3 則是會建 3 個 Pods 來完成這個任務。另外還有一個參數是 parallelism ，預設會是 1。代表同時只會有一個 Pod 在跑。也就是說 Pod 會一直建立直到完成三次為止。

如果將 parallelism 設成 2，則一次會跑 2 個 Pods。

CronJob

CronJob 則與 linux 的 CronJob 一樣，可以設置要定期執行的工作。

CronJob 的執行會透過 Job，然後再產生要工作的 Pod。因此 spec 上有 jobTemplate 與 template 需要設置 -

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "* * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox:1.28
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            command:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure

schedule 是必要參數。寫法跟 cronjob 相同 -

# ┌───────────── minute (0 - 59)
# │ ┌───────────── hour (0 - 23)
# │ │ ┌───────────── day of the month (1 - 31)
# │ │ │ ┌───────────── month (1 - 12)
# │ │ │ │ ┌───────────── day of the week (0 - 6) (Sunday to Saturday;
# │ │ │ │ │                                   7 is also Sunday on some systems)
# │ │ │ │ │
# │ │ │ │ │
# * * * * * <command to execute>

這個 CronJob 設定每分鐘會執行一次，可以看到每過一分鐘會有一個 job 被建立，底下會控制 1 個 Pod 來執行任務 -

不過這時會有個問題，執行過的 Job 以及 Pod 會被自動移除嗎? CronJob spec 中還有個參數是 .spec.successfulJobsHistoryLimit & .spec.failedJobsHistoryLimit ，分別代表要 keep 多少個執行成功的 Job 以及失敗的 Job，預設會是 3 & 1。看下圖可以發現 hello-28275255 & hello-28275256 這兩個 Job 後來被清掉了，Cluster 中只會有 3 個完成的 Jobs。

再回到 Job 的執行，有些工作如果只要執行一次，可能就不會用 CronJob 來控制。但要怎麼清除 Job? Kubernetes 有提供一個 TTL 機制，由 TTL-after-finished Controller 來清理結束的 Job。

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi-with-ttl
spec:
  ttlSecondsAfterFinished: 10
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl:5.34.0
        command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never

這邊ttlSecondsAfterFinished: 10代表當 Job 完成任務後 10 秒會被清除。如果設成 0 則是 Job 執行完畢就被清除。而前面的例子沒有設置這個參數則 Job 完成後不會被 TTL controller 清除。建議如果要使用 Job 還是要設置 ttlSecondsAfterFinished ，避免太多的 Completed Pods 影響 Cluster performance。

DaemonSet

DaemonSet 相似於 ReplicaSet，但 DaemonSet 的特性是會在 Cluster 中的每個 Node (也可以控制 Taints & Tolerations 來讓特定 Node 跑 daemon) 都跑一個 Pod。如果新的 Node 加入這個 Cluster，就會跑一個 DaemonSet 的 Pod 在上面；如果 Node 被移除，則這個 DaemonSet 控制的 Pod 也會被移除。

使用場景的話就是會需要每個 Node 都進行某個應用程式的時候，例如在每個 Node 上跑一個 Monitoring daemon。

例如透過 Prometheus 來監測 Cluster，每個 Node 會跑一個 Node Exporter -

Spec 寫法與 ReplicaSets 類似 -

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd-elasticsearch
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: fluentd-logging
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: fluentd-elasticsearch
  template:
    metadata:
      labels:
        name: fluentd-elasticsearch
    spec:
      containers:
      - name: fluentd-elasticsearch
        image: quay.io/fluentd_elasticsearch/fluentd:v2.5.2
        resources:
          limits:
            memory: 200Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 200Mi
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log

DaemonSet 的更新策略有兩種：

OnDelete: 更新 DaemonSet 時，舊的 Pod 不會自動被刪除。而是必須手動刪除舊的 Pod，更新後的 DaemonSet 控制的 Pod 才會被建立
RollingUpdate: 預設的更新策略，更新 DaemonSet 後，舊的 Pod 會被刪除，新的 Pod 會被建立。整個更新過程中一個 Node 最多只會有一個 Pod 在運行。

Reference
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/job/
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/cron-jobs/
https://kubernetes.io/docs/reference/kubernetes-api/workload-resources/job-v1/
https://kubernetes.io/docs/reference/kubernetes-api/workload-resources/cron-job-v1/
https://en.wikipedia.org/wiki/Cron