Kubernetes1.4新特性前瞻：设置JOB执行计划

(一)  核心概念

Kubernetes在新版中会新增了一个设置JOB执行计划的功能，在1.3中已经可以初见端倪了，从进度上来看会在1.4版本中进行发布，下面我们先睹为快。

Kubernetes通过这个功能可以给JOB设置执行时间，这个功能类似一个开源项目quartz提供的功能。Quartz是一个完全由Java编写的开源作业调度框架，为在Java应用程序中进行作业调度提供了简单却强大的机制，Quartz允许开发人员根据时间间隔来调度作业。

下图是这个新功能的核心概念模型：

(二)  数据结构介绍

1)       配置计划任务的出发时间

结构体ScheduledJobSpec中变量Schedule是一个字符串变量，这个变量中存放了一个cron达式字符串，kubernetes1.3通过这个cron表达式配置计划任务的触发时间。

cron表达式由6或7个由空格分隔的时间字段组成：

位置	时间域名	允许值	允许的特殊字符
1	秒	0-59	, - * /
2	分钟	0-59	, - * /
3	小时	0-23	, - * /
4	日期	1-31	, - * ? / L W C
5	月份	1-12	, - * /
6	星期	1-7	, - * ? / L C #
7	年(可选)	空值1970-2099	, - * /

cron表达式的时间字段除允许设置数值外，还可使用一些特殊的字符，提供列表、范围、通配符等功能，细说如下：

•       星号(*)：可用在所有字段中，表示对应时间域的每一个时刻，例如，*在分钟字段时，表示“每分钟”；

•       问号（?）：该字符只在日期和星期字段中使用，它通常指定为“无意义的值”，相当于点位符；

•       减号(-)：表达一个范围，如在小时字段中使用“10-12”，则表示从10到12点，即10,11,12；

•       逗号(,)：表达一个列表值，如在星期字段中使用“MON,WED,FRI”，则表示星期一，星期三和星期五；

•       斜杠(/)：x/y表达一个等步长序列，x为起始值，y为增量步长值。如在分钟字段中使用0/15，则表示为0,15,30和45秒，而5/15在分钟字段中表示5,20,35,50，你也可以使用*/y，它等同于0/y；

•       L：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Last”的意思，但它在两个字段中意思不同。L在日期字段中，表示这个月份的最后一天，如一月的 31号，非闰年二月的28号；如果L用在星期中，则表示星期六，等同于7。但是，如果L出现在星期字段里，而且在前面有一个数值X，则表示“这个月的最后 X天”，例如，6L表示该月的最后星期五；

•       W：该字符只能出现在日期字段里，是对前导日期的修饰，表示离该日期最近的工作日。例如15W表示离该月15号最近的工作日，如果该月15号是星 期六，则匹配14号星期五；如果15日是星期日，则匹配16号星期一；如果15号是星期二，那结果就是15号星期二。但必须注意关联的匹配日期不能够跨 月，如你指定1W，如果1号是星期六，结果匹配的是3号星期一，而非上个月最后的那天。W字符串只能指定单一日期，而不能指定日期范围；

•       LW组合：在日期字段可以组合使用LW，它的意思是当月的最后一个工作日；

•       井号(#)：该字符只能在星期字段中使用，表示当月某个工作日。如6#3表示当月的第三个星期五(6表示星期五，#3表示当前的第三个)，而4#5表示当月的第五个星期三，假设当月没有第五个星期三，忽略不触发；

•       C：该字符只在日期和星期字段中使用，代表“Calendar”的意思。它的意思是计划所关联的日期，如果日期没有被关联，则相当于日历中所有日期。例如5C在日期字段中就相当于日历5日以后的第一天。1C在星期字段中相当于星期日后的第一天。

Cron表达式对特殊字符的大小写不敏感，对代表星期的缩写英文大小写也不敏感。下面给出一些cron表达式的示例：

表示式	说明
"0 0 12 * * ? "	每天12点运行
"0 15 10 ? * *"	每天10:15运行
"0 15 10 * * ?"	每天10:15运行
"0 15 10 * * ? *"	每天10:15运行
"0 15 10 * * ? 2008"	在2008年的每天10：15运行
"0 * 14 * * ?"	每天14点到15点之间每分钟运行一次，开始于14:00，结束于14:59。
"0 0/5 14 * * ?"	每天14点到15点每5分钟运行一次，开始于14:00，结束于14:55。
"0 0/5 14,18 * * ?"	每天14点到15点每5分钟运行一次，此外每天18点到19点每5钟也运行一次。
"0 0-5 14 * * ?"	每天14:00点到14:05，每分钟运行一次。
"0 10,44 14 ? 3 WED"	3月每周三的14:10分到14:44，每分钟运行一次。
"0 15 10 ? * MON-FRI"	每周一，二，三，四，五的10:15分运行。
"0 15 10 15 * ?"	每月15日10:15分运行。
"0 15 10 L * ?"	每月最后一天10:15分运行。
"0 15 10 ? * 6L"	每月最后一个星期五10:15分运行。
"0 15 10 ? * 6L 2007-2009"	在2007,2008,2009年每个月的最后一个星期五的10:15分运行。
"0 15 10 ? * 6#3"	每月第三个星期五的10:15分运行。

2)       配置计划任务

结构体ScheduledJobSpec中变量Jobtemplate是一个JOB模板结构体变量，这个变量用来存放需要按照执行计划执行的JOB，从下图可以看到，通过这个变量，可以查找到需要执行的JOB，也就是ScheduledJobSpec结构体，通过ScheduledJobSpec结构体的Template可以查找到JOB对应的POD，也就是PodSpec结构体。所以说kubernetes是以POD为中心的一个容器编排平台，JOB最后的运行都是体现在POD的运行上。

3)       配置计划任务并发处理策略

结构体ScheduledJobSpec中变量ConcurrencyPolicy是一个字符串变量，这个变量用来指定一个JOB在并发执行时的处理策略。

ConcurrencyPolicy的取值包括“Allow”、“Forbid”、“Replace”三种类型，含义如下：

1)       Allow：允许一个JOB并发执行，当之前的JOB在没有执行结束时，可以再次执行新的JOB。

2)       Forbid：不允许一个JOB并发执行，当之前的JOB在没有执行结束时，不能再次执行新的JOB。

3)       Replace：不允许一个JOB并发执行，当之前的JOB在没有执行结束时，可以在此执行新的JOB，但是之前没有执行结束的JOB会被取消掉。

如果没有设置ConcurrencyPolicy，那么kubernetes1.3默认ConcurrencyPolicy是“Allow”。