elastic-job原理解析

一、什么是分布式定时任务

将一个任务拆分成多个独立的任务项（每个任务项也称为一个分片），由分布式的服务器分别执行某一个或多个分片任务项。

二、elastic-job主要特性

1.分布式调度协调，去中心化

2.弹性扩容缩容

3.失效转移

4.错过执行作业重触发

5.作业分片一致性，保证同一分片在分布式环境中仅一个执行实例

其他参考官网：https://shardingsphere.apache.org/elasticjob/legacy/lite-2.x/00-overview/

三、原理解析

1.与zookeeper底层通讯机制

1.1底层采用curator请求zookeeper，curator底层是采用原生的niosocket通讯，同时预留了netty支持。

1.2普通Socket和NioSocket的区别：

    普通Socket是客户端发出一次请求、服务端接收到后响应、客户端接收到服务端的响应才能再次请求。 

    NioSocket是引入了三个概念：Channel、Selector、Buffer。Buffer是将很多请求打包，一次性发出去，有Selector扮演选择器的角色，将请求分转给对应的通道（Channel）进行处理响应。

2.弹性分布式实现

• 第一台服务器上线触发主服务器选举。主服务器一旦下线，则重新触发选举，选举过程中阻塞，只有主服务器选举完成，才会执行其他任务。
• 某作业服务器上线时会自动将服务器信息注册到注册中心，下线时会自动更新服务器状态。
• 主节点选举，服务器上下线，分片总数变更均更新重新分片标记。
• 定时任务触发时，如需重新分片，则通过主服务器分片，分片过程中阻塞，分片结束后才可执行任务。如分片过程中主服务器下线，则先选举主服务器，再分片。
• 通过上一项说明可知，为了维持作业运行时的稳定性，运行过程中只会标记分片状态，不会重新分片。分片仅可能发生在下次任务触发前。
• 每次分片都会按服务器IP排序，保证分片结果不会产生较大波动。
• 实现失效转移功能，在某台服务器执行完毕后主动抓取未分配的分片，并且在某台服务器下线后主动寻找可用的服务器执行任务。

3.启动流程

微服务启动时会执行主节点选举，服务器和任务信息注册；主节点主要作用是触发重新分片事件时，执行重新分片。

总体流程

详细启动流程（来源官网）

4.任务执行流程

总体流程：

quartz内部定时器定时触发，获取本机的分片任务，执行分片任务，内部实现采用内存缓存和监听zookeeper事件来维护主节点和分片信息。

详细流程（来源官网）：

其他详细参考官网：https://shardingsphere.apache.org/elasticjob/legacy/lite-2.x/03-design/lite-design/

四、elastic-job与quartz

1.与quartz联系区别

elastic-job使用了quartz的调度机制，内部原理一致，他可以看作是quartz的一个扩展实现，使用注册中心(zookeeper)替换了quartz的jdbc数据存储方式，此外，elastic-job又支持分片等特殊功能

2.elastic-job对应quartz的三要素解析

Job	LiteJob.java
Trigger	cron
Scheduler	JobScheduler.java

2.1 LiteJob 实现了quartz的Job接口

1 public final class LiteJob implements Job {
 2     
 3     @Setter
 4     private ElasticJob elasticJob;
 5     
 6     @Setter
 7     private JobFacade jobFacade;
 8     
 9     @Override
10     public void execute(final JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
11         JobExecutorFactory.getJobExecutor(elasticJob, jobFacade).execute();
12     }
13 }      

2.2 从JobScheduler.java的init()方法中初始化了这三要素

1     public void init() {
2         LiteJobConfiguration liteJobConfigFromRegCenter = schedulerFacade.updateJobConfiguration(liteJobConfig);
3         JobRegistry.getInstance().setCurrentShardingTotalCount(liteJobConfigFromRegCenter.getJobName(), liteJobConfigFromRegCenter.getTypeConfig().getCoreConfig().getShardingTotalCount());
4         JobScheduleController jobScheduleController = new JobScheduleController(
5                 createScheduler(), createJobDetail(liteJobConfigFromRegCenter.getTypeConfig().getJobClass()), liteJobConfigFromRegCenter.getJobName());
6         JobRegistry.getInstance().registerJob(liteJobConfigFromRegCenter.getJobName(), jobScheduleController, regCenter);
7         schedulerFacade.registerStartUpInfo(!liteJobConfigFromRegCenter.isDisabled());
8         jobScheduleController.scheduleJob(liteJobConfigFromRegCenter.getTypeConfig().getCoreConfig().getCron());
9     }      

2.3 trigger在JobScheduleController.java创建

1     private CronTrigger createTrigger(final String cron) {
2         return TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity(triggerIdentity).withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule(cron).withMisfireHandlingInstructionDoNothing()).build();
3     }      

五、elastic-job其他优缺点

1.优点

无数据库瓶颈，性能高，任务数大且要求低延迟时，一般不需要做二次分发(只要划分更多的分片,分片粒度更细)

开源，已经过大量公司的实际使用，分布式定时任务框架中口碑较好

支持单独配置单个任务的策略配置

支持脚本任务

去中心化设计（主节点选举机制）

2.缺点：

zookeeper部署在有状态容器中会增加运维成本（或者可以先部署在非容器中）

和其他分布式定时任务对比：https://www.cnblogs.com/Windge/p/14127948.html

其他参考：

https://shardingsphere.apache.org/elasticjob/legacy/lite-2.x/00-overview/

https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/10346013.html