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蚂蚁调度AntJob-分布式任务调度系统

分布式任务调度系统，纯NET打造的重量级大数据实时计算平台，万亿级调度经验积累！面向中小企业大数据分析场景。

开源地址：https://github.com/NewLifeX/AntJob
使用教程：https://www.yuque.com/smartstone/blood/antjob
体验地址：http://ant.newlifex.com

功能特点

AntJob的核心是蚂蚁算法：把任意大数据拆分成为小块，采用蚂蚁搬家策略计算每一块！
（蚂蚁搬家，一个馒头掉在地上，众多小蚂蚁会把馒头掰成小块小块往家里般！）

该算法设计于2008年，最开始用于处理基金公司的短信/邮件/传真群发（每批两百万）和电话话费分析（上百种国际长途计费规则），数据量不算大，但是有一定复杂度，并且要求支持持续处理（实时计算）以及出错重试。

2016年在中通快递某产品项目中使用该算法进行大数据实时计算，成功挑战每日1200万的订单。并进一步发展衍生成为重量级实时计算平台，集分布式计算、集群调度、配置中心、负载均衡、故障转移、跨机房冗余、作业监控告警、百亿级数据清洗、超大Redis缓存（>2T）于一身，于2019年达到每年万亿级计算量（2019年双十一日订单量破亿）。

AntJob是开源简化版，仅提供分布式计算和集中调度能力，支持百亿级调度（需要改造）。

AntJob主要功能点：

  1. 作业处理器。每一个最小业务模块实现一个处理器类，用于处理这一类作业。例如同步数据表时，每张表写一个处理器类，并在调度中心注册一个作业，调度中心按照作业时间切片得到任务，然后把任务（主要包含时间区间）分派给各个计算节点上的处理器类执行。又如，每天汇总计算是一个作业，而每月汇总计算又是另一个作业；
  2. 任务上下文。作业处理器类实例化以后，将反复向调度中心申请任务来执行，每个任务的上下文核心数据是时间区间（数据调度）、时间点（定时调度）、消息体（消息调度）。调度中心记录任务处理结果；
  3. 数据切片。支持按照时间区间（如5秒）把大数据切分为小片，也即是数据调度，处理过最大单表60亿行；
  4. 定时调度。支持定时执行（秒级）指定业务逻辑，每个执行时间点得到一个任务；
  5. 任务重试。每个任务完整记录处理结果，失败任务在延迟一段时间后将会自动重新分派（可能由原节点或其它节点执行）；
  6. 任务重置。支持批量重置已执行完成的任务，让其再次执行处理；
  7. 作业面板。在Web控制台上可查看每个应用所有作业的运行状态，或修改参数；
  8. 作业重置。调整作业参数，让其再次处理某段时间的任务数据，例如重算过去一个月的数据；

定时调度

以下源码位于 https://github.com/NewLifeX/AntJob/tree/master/Samples/HisAgent 

新建项目

新建.net core 3.1项目，从nuget引用 AntJob。实例化一个调度器Scheduler，配置网络提供者。

using System;
using AntJob;
using AntJob.Providers;
using NewLife.Log;

namespace HisAgent
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            XTrace.UseConsole();

            var set = AntSetting.Current;

            // 实例化调度器
            var sc = new Scheduler();

            // 使用分布式调度引擎替换默认的本地文件调度
            sc.Provider = new NetworkJobProvider
            {
                Server = set.Server,
                AppID = set.AppID,
                Secret = set.Secret,
            };

            // 添加作业处理器
            sc.Handlers.Add(new HelloJob());

            // 启动调度引擎，调度器内部多线程处理
            sc.Start();

            Console.WriteLine("OK!");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

然后添加第一个定时调度的作业处理器

using System;
using AntJob;

namespace HisAgent
{
    internal class HelloJob : Handler
    {
        public HelloJob()
        {
            // 今天零点开始，每10秒一次
            var job = Job;
            job.Start = DateTime.Today;
            job.Step = 10;
        }

        protected override Int32 Execute(JobContext ctx)
        {
            // 当前任务时间
            var time = ctx.Task.Start;
            WriteLog("新生命蚂蚁调度系统！当前任务时间：{0}", time);

            // 成功处理数据量
            return 1;
        }
    }
}

作业处理器必须继承自Handler，并且重写Execute实现业务逻辑。
我们这里的业务逻辑就是输出一行日志，其中的ctx.Task就是切分得到的任务上下文，Start是时间点。
构造函数中设定的开始时间和步进Step，仅用于首次注册作业到调度中心，后面就没有用处了。

为了编译观察，修改项目输出目录，在项目文件上点右键选“编辑项目文件”

<PropertyGroup>
  <OutputType>Exe</OutputType>
  <TargetFramework>netcoreapp3.1</TargetFramework>
  <AssemblyVersion>1.0.*</AssemblyVersion>
  <Deterministic>false</Deterministic>
  <OutputPath>..\..\Bin\HisAgent</OutputPath>
  <AppendTargetFrameworkToOutputPath>false</AppendTargetFrameworkToOutputPath>
</PropertyGroup>

编译执行

代码能编译通过，先跑起来看看
image.png
可以看到，调度器首先连接 tcp://127.0.0.1:9999，其次 tcp://ant.newlifex.com:9999 ，而上面代码中并没有提及这两个地址。其实这就是调度中心地址，默认本地用于调试，如果链接失败再连接公开版调度中心，位于配置文件中：

/// <summary>蚂蚁配置。主要用于网络型调度系统</summary>
[Config("Ant")]
public class AntSetting : Config<AntSetting>
{
    #region 属性
    /// <summary>调试开关。默认false</summary>
    [Description("调试开关。默认false")]
    public Boolean Debug { get; set; }

    /// <summary>调度中心。逗号分隔多地址，主备架构</summary>
    [Description("调度中心。逗号分隔多地址，主备架构")]
    public String Server { get; set; } = "tcp://127.0.0.1:9999,tcp://ant.newlifex.com:9999";

    /// <summary>应用标识。调度中心以此隔离应用，默认当前应用</summary>
    [Description("应用标识。调度中心以此隔离应用，默认当前应用")]
    public String AppID { get; set; }

    /// <summary>应用密钥。</summary>
    [Description("应用密钥。")]
    public String Secret { get; set; }
    #endregion

    #region 方法
    /// <summary>重载</summary>
    protected override void OnLoaded()
    {
        if (AppID.IsNullOrEmpty())
        {
            var asm = Assembly.GetEntryAssembly();
            if (asm != null) AppID = asm.GetName().Name;
        }

        base.OnLoaded();
    }
    #endregion
}

其实上面Main函数中已经看到从配置文件里面读取Server+AppID+Secret，该配置类读取的配置文件在这：
image.png
AppID默认取本应用名，Secret由调度中心生成并下发。
调度中心默认打开自动注册AutoRegistry，任意应用登录时自动注册，省去人工配置应用账号的麻烦。
企业内部正式场景使用时，为安全期间，建议关闭自动注册。

再来看看前面跑起来的日志

21:33:08.470  1 N - 启动任务调度引擎[AntJob.Providers.NetworkJobProvider]，作业[1]项，定时5秒
21:33:08.471  1 N - HelloJob 开始工作 False 区间（2020-04-09 00:00:00, 0001-01-01 00:00:00） Offset=15 Step=10 MaxTask=8
21:33:08.587  5 Y Job HelloJob 停止工作
21:33:09.467  7 Y T [180.174.185.180:53926]上线！X3

启动了调度引擎，带有一个作业；
作业HelloJob，就是我们通过 sc.Handlers.Add(new HelloJob())`` 添加进去的作业处理器实例；
HelloJob状态False，处于停止工作状态，那是因为作业注册后，默认都是停止状态，需要去web控制台配置参数后手工开启；
最后一个xxx上线，这是蚂蚁调度的Peers功能，可以探测得到当前应用下所有已连接节点的状态。当HisAgent部署于多个服务器时，每个进程都可以通过Peers得知其它节点的存在；

作业管理

不用关闭HistAgent客户端窗口，我们去线上web控制台看看 http://ant.newlifex.com/
image.png
image.png
可以看到应用节点在线，点击应用名进去作业面板
image.png
这就是我们的HelloJob作业，对应HisAgent中的HelloJob作业处理器。
它处于停用状态，下一次执行时间是 00:00:00 ，也就是今天零点，加上10秒步进，也远小于当前时间，因此，只要启用该作业，调度中心将会马上开始切分任务，并分派给客户都执行。
我们来点击红色叉叉，让它改变为启用状态
image.png
几秒后，客户端HisAgent欢快地跑起来！它正在以10秒间隔不断切分并执行任务。

刷新作业面板，可以看到，开始时间已经变为当前附近的时间，右边也有了执行次数。
image.png

点击作业名HelloJob，进去查看任务明细
image.png
任务切分后，插入作业任务表，此时状态为“就绪”，等待分发给客户端执行。
客户端执行后，向调度中心报告执行结果，可能“完成”，可能“错误”。
错误的任务，会在1分钟后，重新执行，最多连续错误10次。

双跑，沸腾吧，分布式计算

再开两个HisAgent进程，查看应用在线表，可以看到有三个节点在线。
image.png
HisAgent控制台中，可以看到各自都有机会分配了任务，每个任务有且仅有一个节点执行。

刷新作业HelloJob的任务列表，可以看到不同客户端执行了不同的任务。
image.png

设计概要

计算型应用（实现IJob）

计算应用->调度中心: app登录
note over 调度中心: app/secret
计算应用-->>调度中心: 注册作业

Web控制台->调度中心: 设置参数
Web控制台->调度中心: 启动作业

计算应用->调度中心: 申请作业分片
调度中心->计算应用: 返回分片
note over 计算应用: 多线程处理任务

计算应用-->调度中心: 上报局部状态
note over Web控制台: 作业状态看板
计算应用->调度中心: 处理成功
计算应用-->调度中心: 处理失败

系统架构

调度中心主从架构

计算应用->调度中心: 登录
调度中心->数据库: 连接
计算应用-->>调度中心2: 故障转移
调度中心2->数据库: 连接

计算应用2->调度中心: 登录
计算应用3->调度中心: 登录
计算应用4->调度中心: 登录

Web控制台-->调度中心: 监控

新生命开源项目矩阵

各项目默认支持net4.5/net4.0/netstandard2.0

项目 年份 状态 .NET Core 说明
基础组件 支撑其它中间件以及产品项目
NewLife.Core 2002 维护中 √ 算法、日志、网络、RPC、序列化、缓存、多线程
XCode 2005 维护中 √ 数据中间件，MySQL、SQLite、SqlServer、Oracle
NewLife.Net 2005 维护中 √ 网络库，千万级吞吐率，学习gRPC、Thrift
NewLife.Cube 2010 维护中 √ Web魔方，权限基础框架，集成OAuth
NewLife.Agent 2008 维护中 √ 服务管理框架，Windows服务、Linux的Systemd
中间件 对接各知名中间件平台
NewLife.Redis 2017 维护中 √ Redis客户端，微秒级延迟，百亿级项目验证
NewLife.RocketMQ 2018 维护中 √ 支持Apache RocketMQ和阿里云消息队列
NewLife.MQ 2016 维护中 √ 轻量级消息队列
NewLife.MQTT 2019 维护中 √ 物联网消息协议
NewLife.LoRa 2016 维护中 √ 超低功耗的物联网远程通信协议LoRaWAN
NewLife.Thrift 2019 维护中 √ Thrift协议实现
NewLife.Hive 2019 维护中 √ 纯托管读写Hive，Hadoop数据仓库，基于Thrift协议
NoDb 2017 开发中 √ NoSQL数据库，百万级kv读写性能，持久化
NewLife.Cache 2018 维护中 √ 自定义缓存服务器
NewLife.Ftp 2008 维护中 √ Ftp客户端实现
NewLife.MySql 2018 开发中 √ MySql驱动
产品平台 产品平台级，编译部署即用，个性化自定义
AntJob 2019 维护中 √ 蚂蚁调度系统，大数据实时计算平台
Stardust 2018 维护中 √ 星尘，微服务平台，分布式平台
XLink 2016 维护中 √ 物联网云平台
XProxy 2005 维护中 √ 产品级反向代理
XScript 2010 维护中 × C#脚本引擎
NewLife.DNS 2011 维护中 × DNS代理服务器
NewLife.CMX 2013 维护中 × 内容管理系统
SmartOS 2014 维护中 C++11 嵌入式操作系统，完全独立自主，ARM Cortex-M芯片架构
GitCandy 2015 维护中 × Git管理系统
其它
XCoder 2006 维护中 √ 码神工具，开发者必备
XTemplate 2008 维护中 √ 模版引擎，T4(Text Template)语法
X组件 .NET2.0 2002 存档中 .NET2.0 日志、网络、RPC、序列化、缓存、Windows服务、多线程
X组件 .NET4.0 2002 存档中 .NET4.0 日志、网络、RPC、序列化、缓存、Windows服务、多线程

新生命开发团队

新生命团队始于2002年，部分开源项目具有15年以上漫长历史，源码库保留有2010年以来所有修改记录，并一直保持更新，请确保获取得到最新版本源代码
网站：http://www.NewLifeX.com
国内：http://git.NewLifeX.com
国外：https://github.com/NewLifeX
博客：https://nnhy.cnblogs.com
QQ群：1600800/1600838