Паралельна обробка з розширенням

Це завдання демонструє запуск кількох Jobs на основі загального шаблону. Ви можете використовувати цей підхід для обробки пакетних завдань паралельно.

У цьому прикладі є лише три елементи: apple, banana та cherry. Приклади Job обробляють кожен елемент, виводячи рядок, а потім очікуючи дії користувача.

Див. використання Job у реальних навантаженнях, щоб дізнатися, як цей підхід вписується у більш реалістичні випадки використання.

Перш ніж ви розпочнете

Вам слід бути знайомим з базовим, не-паралельним використанням Job.

Вам треба мати кластер Kubernetes, а також інструмент командного рядка kubectl має бути налаштований для роботи з вашим кластером. Рекомендується виконувати ці настанови у кластері, що має щонайменше два вузли, які не виконують роль вузлів управління. Якщо у вас немає кластера, ви можете створити його, за допомогою minikube або використовувати одну з цих пісочниць:

Для базового шаблонування вам потрібна утиліта командного рядка sed.

Для виконання розширеного прикладу шаблонування вам потрібен встановлений Python та бібліотека шаблонів Jinja2 для Python.

Після налаштування Python ви можете встановити Jinja2, виконавши:

pip install --user jinja2

Створення Job на основі шаблону

Спочатку завантажте наступний шаблон Job у файл з назвою job-tmpl.yaml. Ось що ви завантажите:

application/job/job-tmpl.yaml

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: process-item-$ITEM
  labels:
    jobgroup: jobexample
spec:
  template:
    metadata:
      name: jobexample
      labels:
        jobgroup: jobexample
    spec:
      containers:
      - name: c
        image: busybox:1.28
        command: ["sh", "-c", "echo Processing item $ITEM && sleep 5"]
      restartPolicy: Never

# Використайте curl для завантаження job-tmpl.yaml
curl -L -s -O https://k8s.io/examples/application/job/job-tmpl.yaml

Завантажений вами файл ще не є валідним маніфестом Kubernetes. Замість цього цей шаблон є YAML-представленням об’єкта Job з деякими заповнювачами, які потрібно замінити перед використанням. Синтаксис $ITEM не має значення для Kubernetes.

Створення маніфестів з шаблону

Наступний код використовує sed для заміни $ITEM на значення змінної з циклу, зберігаючи результат в тимчасову теку jobs:

# Розмноження шаблону на кілька файлів, по одному для коженого процесу
mkdir -p ./jobs
for item in apple banana cherry
do
  cat job-tmpl.yaml | sed "s/\$ITEM/$i/g" > ./jobs/job-$i.yaml
done

На виході ви маєте отримати три файли:

job-apple.yaml
job-banana.yaml
job-cherry.yaml

Створення Завдань (Job) з маніфестів

Далі, створіть всі три Job, використовуючи файли, які ви створили:

kubectl apply -f ./jobs

Вивід буде подібний до цього:

job.batch/process-item-apple created
job.batch/process-item-banana created
job.batch/process-item-cherry created

Тепер ви можете перевірити стан Job:

kubectl get jobs -l jobgroup=jobexample

Вивід буде подібний до цього:

NAME                  COMPLETIONS   DURATION   AGE
process-item-apple    1/1           14s        22s
process-item-banana   1/1           12s        21s
process-item-cherry   1/1           12s        20s

Використання опції -l для kubectl вибирає лише Job, які є частиною цієї групи Job (в системі можуть бути інші не Завдання (Job)).

Ви також можете перевірити стан Podʼів, використовуючи той самий селектор міток:

kubectl get pods -l jobgroup=jobexample

Вивід буде подібний до цього:

NAME                        READY     STATUS      RESTARTS   AGE
process-item-apple-kixwv    0/1       Completed   0          4m
process-item-banana-wrsf7   0/1       Completed   0          4m
process-item-cherry-dnfu9   0/1       Completed   0          4m

Ви можете використати цю одну команду для перевірки виводу всіх Job одночасно:

kubectl logs -f -l jobgroup=jobexample

Вивід має бути таким:

Processing item apple
Processing item banana
Processing item cherry

Очищення

# Видаліть створені Job
# Ваш кластер автомтично видаляє пов’язані з Job Pod
kubectl delete jobs -l jobgroup=jobexample

Використання розширених параметрів шаблонів

В першому прикладі, кожен екземпляр шаблону мав один параметр, цей параметр тако використовувався в назві Job. Однак, назви обмежені набором символів, які можна використовувати.

Ось трохи складніший шаблон Jinja, для створення маніфестів та обʼєктів на їх основі, з кількома параметрами для кожного Завдання (Job).

В першій частині завдання скористайтесь однорядковим скриптом Python для перетворення шаблонів в набір маніфестів.

Спочатку скопіюйте та вставте наступний шаблон обʼєкта Job у файл з назвою job.yaml.jinja2:

{% set params = [{ "name": "apple", "url": "http://dbpedia.org/resource/Apple", },
                  { "name": "banana", "url": "http://dbpedia.org/resource/Banana", },
                  { "name": "cherry", "url": "http://dbpedia.org/resource/Cherry" }]
%}
{% for p in params %}
{% set name = p["name"] %}
{% set url = p["url"] %}
---
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: jobexample-{{ name }}
  labels:
    jobgroup: jobexample
spec:
  template:
    metadata:
      name: jobexample
      labels:
        jobgroup: jobexample
    spec:
      containers:
      - name: c
        image: busybox:1.28
        command: ["sh", "-c", "echo Processing URL {{ url }} && sleep 5"]
      restartPolicy: Never
{% endfor %}

Наведений шаблон визначає два параметри для кожного обʼєкта Job за допомогою списку словників Python (рядки 1-4). Цикл for генерує один маніфест Job для кожного набору параметрів (інші рядки).

Цей приклад використовує можливості YAML. Один файл YAML може містити кілька документів (у цьому випадку маніфестів Kubernetes), розділених рядком ---.

Ви можете передати вивід безпосередньо до kubectl, щоб створити Jobs.

Далі використовуйте цю однорядковий скрипт Python для розширення шаблону:

alias render_template='python -c "from jinja2 import Template; import sys; print(Template(sys.stdin.read()).render());"'

Використовуйте render_template для конвертації параметрів та шаблону в один файл YAML, що містить маніфести Kubernetes:

# Це вимагає визначеного раніше аліасу
cat job.yaml.jinja2 | render_template > jobs.yaml

Ви можете переглянути jobs.yaml, щоб переконатися, що скрипт render_template працює правильно.

Коли ви переконаєтесь, що render_template працює так, як ви задумали, ви можете передати його вивід до kubectl:

cat job.yaml.jinja2 | render_template | kubectl apply -f -

Kubernetes прийме та запустить створені вами Jobs.

Очищення

# Видалення створених вами Jobs
# Ваш кластер автоматично очищає їхні Pods
kubectl delete job -l jobgroup=jobexample

Використання Jobs у реальних робочих навантаженнях

У реальному випадку використання кожен Job виконує деяку суттєву обчислювальну задачу, наприклад, рендеринг кадру фільму або обробку діапазону рядків у базі даних. Якщо ви рендерите відео, ви будете встановлювати $ITEM на номер кадру. Якщо ви обробляєте рядки з таблиці бази даних, ви будете встановлювати $ITEM для представлення діапазону рядків бази даних, які потрібно обробити.

У завданні ви виконували команду для збирання виводу з Podʼів, отримуючи їхні логи. У реальному випадку використання кожен Pod для Job записує свій вивід у надійне сховище перед завершенням. Ви можете використовувати PersistentVolume для кожного Job або зовнішню службу зберігання даних. Наприклад, якщо ви рендерите кадри для відео, використовуйте HTTP PUT щоб включити дані обробленого кадру до URL, використовуючи різні URL для кожного кадру.

Мітки на Job та Podʼах

Після створення Job, Kubernetes автоматично додає додаткові мітки, які вирізняють Podʼи одного Job від Podʼів іншого Job.

У цьому прикладі кожен Job та його шаблон Pod мають мітку: jobgroup=jobexample.

Сам Kubernetes не звертає уваги на мітки з іменем jobgroup. Встановлення мітки для всіх Job, які ви створюєте за шаблоном, робить зручним керування всіма цими Jobs одночасно. У першому прикладі ви використовували шаблон для створення кількох Job. Шаблон гарантує, що кожен Pod також отримує ту саму мітку, тому ви можете перевірити всі Podʼи для цих шаблонних Job за допомогою однієї команди.

Примітка:

Ключ мітки jobgroup не є особливим чи зарезервованим. Ви можете обрати свою власну схему міток. Існують рекомендовані мітки, які ви можете використовувати, якщо бажаєте.

Альтернативи

Якщо ви плануєте створити велику кількість обʼєктів Job, ви можете виявити, що:

Навіть використовуючи мітки, керування такою кількістю Job є громіздким.
Якщо ви створюєте багато Job одночасно, ви можете створити високе навантаження на панель управління Kubernetes. Крім того, сервер API Kubernetes може обмежити швидкість запитів, тимчасово відхиляючи ваші запити зі статусом 429.
Ви обмежені квотою ресурсів на Job: сервер API постійно відхиляє деякі ваші запити, коли ви створюєте велику кількість роботи за один раз.

Існують інші шаблони роботи з Job, які ви можете використовувати для обробки значного обсягу роботи без створення великої кількості обʼєктів Job.

Ви також можете розглянути можливість написання власного контролера, щоб автоматично керувати обʼєктами Job.

Змінено June 20, 2024 at 12:44 PM PST: Sync changest from andygol/k8s-website (36d05bc8a1)

Паралельна обробка з розширенням

Перш ніж ви розпочнете

Створення Job на основі шаблону

Створення маніфестів з шаблону

Створення Завдань (Job) з маніфестів

Очищення

Використання розширених параметрів шаблонів

Очищення

Використання Jobs у реальних робочих навантаженнях

Мітки на Job та Podʼах

Примітка:

Альтернативи

Ваша думка