Job的模式

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Kubernetes Job 对象可以用来支持 Pod 的并发执行，但是：

• Job 对象并非设计为支持需要紧密相互通信的Pod的并发执行，例如科学计算
• Job 对象支持并发处理一系列相互独立但是又相互关联的工作任务，例如：
  • 发送邮件
  • 渲染页面
  • 转码文件
  • 扫描 NoSQL 数据库中的主键
  • 其他

在一个复杂的系统中，可能存在多种类型的工作任务，本文只考虑批处理任务（batch job）。

对于批处理任务的并行计算，存在着几种模式，它们各自有自己的优缺点：

• 每个工作任务一个 Job 对象 v.s. 一个 Job 对象负责所有的工作任务
  • 当工作任务特别多时，第二种选择（一个 Job 对象负责所有的工作任务）更合适一些
  • 第一种选择（每个工作任务一个 Job 对象）将为管理员和系统带来很大的额外开销，因为要管理很多数量的 Job 对象
• Pod的数量与工作任务的数量相等 v.s. 每个Pod可以处理多个工作任务
  • 第一种选择（Pod的数量与工作任务的数量相等）通常只需要对现有的代码或容器做少量的修改
  • 第二种选择（每个Pod可以处理多个工作任务）更适合工作任务的数量特别多的情况，相较于第一种选择可以降低系统开销
• 使用工作队列，此时：
  • 需要运行一个队列服务
  • 需要对已有的程序或者容器做修改，以便其可以配合队列工作
  • 如果是一个已有的程序，改造时可能存在难度

他们的优缺点归纳如下表所示，其中第二列到第四列罗列了主要考虑的对比因素：

模式	单个Job对象	Pod的数量少于工作任务？	是否无需修改已有代码？	是否可兼容kube1.1
Job Template Expansion (opens new window)			✓	✓
Queue with Pod Per Work Item (opens new window)	✓		有时候	✓
Queue with Variable Pod Count (opens new window)	✓	✓		✓
Single Job with Static Work Assignment	✓		✓

当您指定 .spec.completions 时，Job 控制器创建的每个 Pod 都有一个相同的 spec。这意味着，同一个 Job 创建的所有的 Pod 都使用：

• 相同的执行命令
• 相同的容器镜像
• 相同的数据卷
• 相同的环境变量（例如，不同时间点创建的Pod，Service的环境变量 可能会不同）

Job 的不同模式本质上讲，如何为一组工作任务分配 Pod。下表总结了不同的模式下 .spec.parallelism 和 .spec.completions 字段的设置。（表中 w 代表工作任务的数量）

模式	.spec.completions	.spec.parallelism
Job Template Expansion (opens new window)	1	should be 1
Queue with Pod Per Work Item (opens new window)	W	any
Queue with Variable Pod Count (opens new window)	1	Any
Single Job with Static Work Assignment	W	any