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NewLife.AntJob - 蚂蚁调度

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Ant

蚂蚁调度AntJob-分布式任务调度系统

分布式任务调度系统,纯NET打造的重量级大数据实时计算平台,万亿级调度经验积累!面向中小企业大数据分析场景。

开源地址:https://github.com/NewLifeX/AntJob
使用教程:https://newlifex.com/blood/antjob
体验地址:http://ant.newlifex.com

v4架构升级

v4版本是对v3版本的重构,主要是为了解决v3版本的一些问题,以及提供更多的功能。
v4版本亮点:

  1. []新增Http接入,由AntWeb提供调度服务,无需部署AntServer,满足轻量级项目需要。(进行中,等NewLife.Remoting提供WebsocketClient)
  2. [x]增强定时调度,支持指定Cron表达式,逐步替代Start+Step的恒定间隔定时调度
  3. []提前生成任务,提前下发给执行器,到时间后马上执行,提高任务执行时间精度。(待重新评估)
  4. []支持任务主动延迟,任务在执行中发现数据条件未满足时,可以向调度中心请求延迟一段时间后再执行,增加执行次数但不增加错误次数
  5. []扩充调度模式,常态化部署AntAgent,正式把Sql调度和C#调度加入主线,将来增加数据抽取和数据推送等多种调度模式

功能特点

AntJob的核心是蚂蚁算法把任意大数据拆分成为小块,采用蚂蚁搬家策略计算每一块!
(蚂蚁搬家,一个馒头掉在地上,众多小蚂蚁会把馒头掰成小块小块往家里般!)

该算法设计于2008年,最开始用于处理基金公司的短信/邮件/传真群发(每批两百万)和电话话费分析(上百种国际长途计费规则),数据量不算大,但是有一定复杂度,并且要求支持持续处理(实时计算)以及出错重试。

2016年在中通快递某产品项目中使用该算法进行大数据实时计算,成功挑战每日1200万的订单。并进一步发展衍生成为重量级实时计算平台,集分布式计算、集群调度、配置中心、负载均衡、故障转移、跨机房冗余、作业监控告警、百亿级数据清洗、超大Redis缓存(>2T)于一身,于2019年达到每年万亿级计算量(2019年双十一日订单量破亿)。

AntJob是开源简化版,仅提供分布式计算和集中调度能力,支持百亿级调度。

AntJob主要功能点:

  1. 作业处理器。每一个最小业务模块实现一个处理器类,用于处理这一类作业。例如同步数据表时,每张表写一个处理器类,并在调度中心注册一个作业,调度中心按照作业时间切片得到任务,然后把任务(主要包含时间区间)分派给各个计算节点上的处理器类执行。又如,每天汇总计算是一个作业,而每月汇总计算又是另一个作业;
  2. 任务上下文。作业处理器类实例化以后,将反复向调度中心申请任务来执行,每个任务的上下文核心数据是时间区间(数据调度)、时间点(定时调度)、消息体(消息调度)。调度中心记录任务处理结果;
  3. 数据切片。支持按照时间区间(如5秒)把大数据切分为小片,也即是数据调度,处理过最大单表60亿行;
  4. 定时调度。支持定时执行(秒级)指定业务逻辑,每个执行时间点得到一个任务;
  5. 任务重试。每个任务完整记录处理结果,失败任务在延迟一段时间后将会自动重新分派(可能由原节点或其它节点执行);
  6. 任务重置。支持批量重置已执行完成的任务,让其再次执行处理;
  7. 作业面板。在Web控制台上可查看每个应用所有作业的运行状态,或修改参数;
  8. 作业重置。调整作业参数,让其再次处理某段时间的任务数据,例如重算过去一个月的数据;

定时调度

以下源码位于 https://github.com/NewLifeX/AntJob/tree/master/Samples/HisAgent 

新建项目

新建.net core 3.1项目,从nuget引用 AntJob。实例化一个调度器Scheduler,配置网络提供者。

using System;
using AntJob;
using AntJob.Providers;
using NewLife.Log;

namespace HisAgent
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            XTrace.UseConsole();

            var set = AntSetting.Current;

            // 实例化调度器
            var sc = new Scheduler();

            // 使用分布式调度引擎替换默认的本地文件调度
            sc.Provider = new NetworkJobProvider
            {
                Server = set.Server,
                AppID = set.AppID,
                Secret = set.Secret,
            };

            // 添加作业处理器
            sc.Handlers.Add(new HelloJob());

            // 启动调度引擎,调度器内部多线程处理
            sc.Start();

            Console.WriteLine("OK!");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

然后添加第一个定时调度的作业处理器

using System;
using AntJob;

namespace HisAgent
{
    internal class HelloJob : Handler
    {
        public HelloJob()
        {
            // 今天零点开始,每10秒一次
            var job = Job;
            job.Time = DateTime.Today;
            job.Step = 10;
        }

        protected override Int32 Execute(JobContext ctx)
        {
            // 当前任务时间
            var time = ctx.Task.Time;
            WriteLog("新生命蚂蚁调度系统!当前任务时间:{0}", time);

            // 成功处理数据量
            return 1;
        }
    }
}

作业处理器必须继承自Handler,并且重写Execute实现业务逻辑。
我们这里的业务逻辑就是输出一行日志,其中的ctx.Task就是切分得到的任务上下文,Start是时间点。
构造函数中设定的开始时间和步进Step,仅用于首次注册作业到调度中心,后面就没有用处了。

为了编译观察,修改项目输出目录,在项目文件上点右键选“编辑项目文件”

<PropertyGroup>
  <OutputType>Exe</OutputType>
  <TargetFramework>netcoreapp3.1</TargetFramework>
  <AssemblyVersion>1.0.*</AssemblyVersion>
  <Deterministic>false</Deterministic>
  <OutputPath>..\..\Bin\HisAgent</OutputPath>
  <AppendTargetFrameworkToOutputPath>false</AppendTargetFrameworkToOutputPath>
</PropertyGroup>

编译执行

代码能编译通过,先跑起来看看
image.png
可以看到,调度器首先连接 tcp://127.0.0.1:9999,其次 tcp://ant.newlifex.com:9999 ,而上面代码中并没有提及这两个地址。其实这就是调度中心地址,默认本地用于调试,如果链接失败再连接公开版调度中心,位于配置文件中:

/// <summary>蚂蚁配置。主要用于网络型调度系统</summary>
[Config("Ant")]
public class AntSetting : Config<AntSetting>
{
    #region 属性
    /// <summary>调试开关。默认false</summary>
    [Description("调试开关。默认false")]
    public Boolean Debug { get; set; }

    /// <summary>调度中心。逗号分隔多地址,主备架构</summary>
    [Description("调度中心。逗号分隔多地址,主备架构")]
    public String Server { get; set; } = "tcp://127.0.0.1:9999,tcp://ant.newlifex.com:9999";

    /// <summary>应用标识。调度中心以此隔离应用,默认当前应用</summary>
    [Description("应用标识。调度中心以此隔离应用,默认当前应用")]
    public String AppID { get; set; }

    /// <summary>应用密钥。</summary>
    [Description("应用密钥。")]
    public String Secret { get; set; }
    #endregion

    #region 方法
    /// <summary>重载</summary>
    protected override void OnLoaded()
    {
        if (AppID.IsNullOrEmpty())
        {
            var asm = Assembly.GetEntryAssembly();
            if (asm != null) AppID = asm.GetName().Name;
        }

        base.OnLoaded();
    }
    #endregion
}

其实上面Main函数中已经看到从配置文件里面读取Server+AppID+Secret,该配置类读取的配置文件在这:
image.png
AppID默认取本应用名,Secret由调度中心生成并下发。
调度中心默认打开自动注册AutoRegistry,任意应用登录时自动注册,省去人工配置应用账号的麻烦。
企业内部正式场景使用时,为安全起见,建议关闭自动注册。

再来看看前面跑起来的日志

21:33:08.470  1 N - 启动任务调度引擎[AntJob.Providers.NetworkJobProvider],作业[1]项,定时521:33:08.471  1 N - HelloJob 开始工作 False 区间(2020-04-09 00:00:00, 0001-01-01 00:00:00) Offset=15 Step=10 MaxTask=8
21:33:08.587  5 Y Job HelloJob 停止工作
21:33:09.467  7 Y T [180.174.185.180:53926]上线!X3

启动了调度引擎,带有一个作业;
作业HelloJob,就是我们通过 sc.Handlers.Add(new HelloJob())`` 添加进去的作业处理器实例;
HelloJob状态False,处于停止工作状态,那是因为作业注册后,默认都是停止状态,需要去web控制台配置参数后手工开启;
最后一个xxx上线,这是蚂蚁调度的Peers功能,可以探测得到当前应用下所有已连接节点的状态。当HisAgent部署于多个服务器时,每个进程都可以通过Peers得知其它节点的存在;

作业管理

不用关闭HistAgent客户端窗口,我们去线上web控制台看看 http://ant.newlifex.com/
image.png
image.png
可以看到应用节点在线,点击应用名进去作业面板
image.png
这就是我们的HelloJob作业,对应HisAgent中的HelloJob作业处理器。
它处于停用状态,下一次执行时间是 00:00:00 ,也就是今天零点,加上10秒步进,也远小于当前时间,因此,只要启用该作业,调度中心将会马上开始切分任务,并分派给客户都执行。
我们来点击红色叉叉,让它改变为启用状态
image.png
几秒后,客户端HisAgent欢快地跑起来!它正在以10秒间隔不断切分并执行任务。

刷新作业面板,可以看到,开始时间已经变为当前附近的时间,右边也有了执行次数。
image.png

点击作业名HelloJob,进去查看任务明细
image.png
任务切分后,插入作业任务表,此时状态为“就绪”,等待分发给客户端执行。
客户端执行后,向调度中心报告执行结果,可能“完成”,可能“错误”。
错误的任务,会在1分钟后,重新执行,最多连续错误10次。

双跑,沸腾吧,分布式计算

再开两个HisAgent进程,查看应用在线表,可以看到有三个节点在线。
image.png
HisAgent控制台中,可以看到各自都有机会分配了任务,每个任务有且仅有一个节点执行。

刷新作业HelloJob的任务列表,可以看到不同客户端执行了不同的任务。
image.png

设计概要

计算型应用(实现IJob)

计算应用->调度中心: app登录
note over 调度中心: app/secret
计算应用-->>调度中心: 注册作业

Web控制台->调度中心: 设置参数
Web控制台->调度中心: 启动作业

计算应用->调度中心: 申请作业分片
调度中心->计算应用: 返回分片
note over 计算应用: 多线程处理任务

计算应用-->调度中心: 上报局部状态
note over Web控制台: 作业状态看板
计算应用->调度中心: 处理成功
计算应用-->调度中心: 处理失败

系统架构

调度中心主从架构

计算应用->调度中心: 登录
调度中心->数据库: 连接
计算应用-->>调度中心2: 故障转移
调度中心2->数据库: 连接

计算应用2->调度中心: 登录
计算应用3->调度中心: 登录
计算应用4->调度中心: 登录

Web控制台-->调度中心: 监控

新生命项目矩阵

各项目默认支持net7.0/netstandard2.1/netstandard2.0/net4.61,旧版(2022.1225)支持net4.5/net4.0/net2.0

项目 年份 说明
基础组件 支撑其它中间件以及产品项目
NewLife.Core 2002 核心库,日志、配置、缓存、网络、序列化、APM性能追踪
NewLife.XCode 2005 大数据中间件,单表百亿级,MySql/SQLite/SqlServer/Oracle/TDengine/达梦,自动分表
NewLife.Net 2005 网络库,单机千万级吞吐率(2266万tps),单机百万级连接(400万Tcp)
NewLife.Remoting 2011 RPC通信框架,内网高吞吐或物联网硬件设备场景
NewLife.Cube 2010 魔方快速开发平台,集成了用户权限、SSO登录、OAuth服务端等,单表100亿级项目验证
NewLife.Agent 2008 服务管理组件,把应用安装成为操作系统守护进程,Windows服务、Linux的Systemd
NewLife.Zero 2020 Zero零代脚手架,基于NewLife组件生态的项目模板,Web、WebApi、Service
中间件 对接知名中间件平台
NewLife.Redis 2017 Redis客户端,微秒级延迟,百万级吞吐,丰富的消息队列,百亿级数据量项目验证
NewLife.RocketMQ 2018 RocketMQ纯托管客户端,支持Apache RocketMQ和阿里云消息队列,十亿级项目验
NewLife.MQTT 2019 物联网消息协议,MqttClient/MqttServer,客户端支持阿里云物联网
NewLife.IoT 2022 IoT标准库,定义物联网领域的各种通信协议标准规范
NewLife.Modbus 2022 ModbusTcp/ModbusRTU/ModbusASCII,基于IoT标准库实现,支持IoT平台和IoTEdge
NewLife.Siemens 2022 西门子PLC协议,基于IoT标准库实现,支持IoT平台和IoTEdge
NewLife.Map 2022 地图组件库,封装百度地图、高德地图和腾讯地图
NewLife.IP 2022 IP地址库,IP地址转物理地址
产品平台 产品平台级,编译部署即用,个性化自定义
AntJob 2019 蚂蚁调度,分布式大数据计算平台(实时/离线),蚂蚁搬家分片思想,万亿级数据量项目验证
Stardust 2018 星尘,分布式服务平台,节点管理、APM监控中心、配置中心、注册中心、发布中心
NewLife.ERP 2021 企业ERP,产品管理、客户管理、销售管理、供应商管理
CrazyCoder 2006 码神工具,众多开发者工具,网络、串口、加解密、正则表达式、Modbus
XProxy 2005 产品级反向代理,NAT代理、Http代理
HttpMeter 2022 Http压力测试工具
GitCandy 2015 Git源代码管理系统
SmartOS 2014 嵌入式操作系统,完全独立自主,支持ARM Cortex-M芯片架构
SmartA2 2019 嵌入式工业计算机,物联网边缘网关,高性能.NET6主机,应用于工业、农业、交通、医疗
菲凡物联FIoT 2020 物联网整体解决方案,建筑、环保、农业,软硬件及大数据分析一体化,单机十万级点位项目验证
NewLife.UWB 2020 厘米级(10~20cm)高精度室内定位,软硬件一体化,与其它系统联动,大型展厅项目验证

新生命开发团队

XCode

新生命团队(NewLife)成立于2002年,是新时代物联网行业解决方案提供者,致力于提供软硬件应用方案咨询、系统架构规划与开发服务。
团队主导的开源NewLife系列组件已被广泛应用于各行业,Nuget累计下载量高达60余万次。
团队开发的大数据核心组件NewLife.XCode、蚂蚁调度计算平台AntJob、星尘分布式平台Stardust、缓存队列组件NewLife.Redis以及物联网平台NewLife.IoT,均成功应用于电力、高校、互联网、电信、交通、物流、工控、医疗、文博等行业,为客户提供了大量先进、可靠、安全、高质量、易扩展的产品和系统集成服务。

我们将不断通过服务的持续改进,成为客户长期信赖的合作伙伴,通过不断的创新和发展,成为国内优秀的IT服务供应商。

新生命团队始于2002年,部分开源项目具有20年以上漫长历史,源码库保留有2010年以来所有修改记录
网站:https://newlifex.com
开源:https://github.com/newlifex
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