Kubernetes Job

Job 与 CronJob 是 Kubernetes 中的 批处理（Batch）工作负载，用于执行一次性或周期性任务。

🌟 1. Job 与 CronJob 的定位

Workload	适用场景	特性
Deployment	持续运行服务	横向扩展、滚动升级
StatefulSet	有状态服务	固定身份、稳定存储
DaemonSet	每节点 Agent	每节点运行
Job	执行一次且成功退出	保证完成
CronJob	周期性执行	类似 Linux crontab

总结一句话：

Job = 一次性任务。
CronJob = 有计划的 Job。

🌟 2. Job（一次性任务）详解

Job 用于执行必须 成功一次 的任务。

常用于：

数据迁移
数据备份
文件清理
启动前初始化（Init 操作）
异步脚本（发送通知、执行 ETL）

🧩 2.1 Job 核心字段说明

一个最小的 Job：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: example-job
spec:
  template:
    spec:
      restartPolicy: Never
      containers:
      - name: task
        image: busybox
        command: ["echo", "Hello World"]

⭐ 关键字段说明

restartPolicy

只能是：

Never（推荐）
OnFailure

不能使用 Always（否则不符合 Job 语义）。

backoffLimit

失败重试次数：

backoffLimit: 6  # 默认 6

超过限制 -> Job 进入 Failed 状态。

activeDeadlineSeconds

设置任务最大执行时长：

activeDeadlineSeconds: 300

避免 Job 卡死。

ttlSecondsAfterFinished

自动清理已完成的 Job：

ttlSecondsAfterFinished: 3600

不至于堆积。

🧩 2.2 Job 并行模式（3 种）

Job 有 3 种执行模式：

1. 非并行模式（默认）

spec.parallelism 未设置

一个 Pod 运行一次任务。

适合：

单任务执行（最常见）

2. 完成数模式（Completions）

completions: 5
parallelism: 2

含义：

一共需要完成 5 次
每次最多并行 2 个 Pod

适合：

重复性任务
并行计算

3. 工作队列模式（完全并行）

parallelism: 10
completions 未指定

通常与外部队列（RabbitMQ/Kafka）配套：

每个 Pod 从队列取任务
并行执行
Pod 自行退出

🌟 3. CronJob（周期性任务）详解

CronJob 只是一个 定时触发的 Job。

示例：

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: backup
spec:
  schedule: "0 */6 * * *"  # 每 6 小时执行一次
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          restartPolicy: Never
          containers:
          - name: backup
            image: alpine
            command: ["sh", "-c", "echo backup run"]

🧩 3.1 Cron 表达式

CronJob 采用 Linux crontab 格式：

分 时 日 月 周

示例：

schedule	含义
`"/5 * * *"`	每 5 分钟
`"0 0 * * *"`	每天 0 点
`"0 3 * * 1"`	每周一 3 点
`"0 /6 * *"`	每 6 小时

🧩 3.2 CronJob 关键字段

successfulJobsHistoryLimit

保留成功 Job 数量：

successfulJobsHistoryLimit: 3

failedJobsHistoryLimit

失败 Job 数量：

failedJobsHistoryLimit: 1

startingDeadlineSeconds

允许延迟执行的时间（避免错过调度）：

startingDeadlineSeconds: 200

concurrencyPolicy（重要）

处理上次任务没执行完的情况：

字段	含义
Allow	默认，允许并发多个 Job
Forbid	禁止并发（上一个未完成 -> 本次跳过）
Replace	杀掉旧 Job，启动新 Job

例子：

concurrencyPolicy: Forbid

🌟 4. Job / CronJob 的调度流程图

Job 调度流程

创建 Job
    ↓
Controller 创建 Pod
    ↓
Pod 运行完成
    ↓
成功/失败计数更新
    ↓
达到限制 (completions/backoffLimit)
    ↓
Job 标记为 Completed 或 Failed

CronJob 调度流程

CronJob 定时触发
    ↓
创建 Job（一个 Cron 时间点 = 一个 Job）
    ↓
Job 创建 Pod
    ↓
Pod 执行完成

🌟 5. Job + CronJob 生产最佳实践（重点）

✅ 必须设置

restartPolicy: Never
backoffLimit
activeDeadlineSeconds
ttlSecondsAfterFinished

示例（最推荐）：

spec:
  backoffLimit: 3
  activeDeadlineSeconds: 600
  ttlSecondsAfterFinished: 3600

✅ CronJob 建议设置 concurrencyPolicy

防止任务堆积：

concurrencyPolicy: Forbid

✅ Job 的 Pod 不要使用 Always 重启策略

会导致无限重启 -> Job 卡死

✅ CronJob 需要监控执行情况

使用：

kubectl get jobs -A
kubectl describe cronjob <name>

✅ 避免频率过高（例如 `/1 * * *`）

Kubernetes Job 控制器不是为毫秒级高频调度设计的。

每分钟一次已经是上限，秒级任务应该用：

内部定时器
流式计算
指标驱动（Event-driven）

✅ Job 的 Pod 需要使用资源限制（防止耗尽 Node）

防止单个任务吃光资源：

resources:
  limits:
    cpu: 500m
    memory: 512Mi

🌟 6. Job/CronJob 常见问题

❓ CronJob 为什么会漏执行？

可能原因：

controller-manager 重启
schedule 时间点太密集
startingDeadlineSeconds 设置太小

❓ CronJob 执行太多历史 Job？

因为：

successfulJobsHistoryLimit
failedJobsHistoryLimit

未设置。

❓ Job 为什么一直 Pending？

原因：

没有可调度节点
PVC 无法绑定
资源 quota 限制
调度器 taint 未容忍

❓ Job 会并发执行吗？

取决于：

parallelism

CronJob 则由：

concurrencyPolicy

控制。

🌟 7. 多场景完整示例

每天凌晨备份数据库（CronJob）

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: mysql-backup
spec:
  schedule: "0 3 * * *"
  concurrencyPolicy: Forbid
  successfulJobsHistoryLimit: 3
  failedJobsHistoryLimit: 3
  jobTemplate:
    spec:
      backoffLimit: 2
      activeDeadlineSeconds: 600
      template:
        spec:
          restartPolicy: Never
          containers:
          - name: backup
            image: alpine
            command: ["sh", "-c", "mysqldump ... || exit 1"]

Job：执行一次数据迁移

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: migrate
spec:
  backoffLimit: 3
  activeDeadlineSeconds: 300
  ttlSecondsAfterFinished: 3600
  template:
    spec:
      restartPolicy: Never
      containers:
      - name: migrate
        image: myapp:migrate

🎯 最终总结

Job = 一次性任务

必须成功完成
支持重试
支持并行
可以自动清理

CronJob = 定时执行的 Job

和 Linux crontab 类似
支持并发策略
可控历史数量
适合周期任务