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使用扩展进行并行处理

在这个示例中，我们将运行从一个公共模板创建的多个 Kubernetes 作业。您可能希望熟悉 Jobs 的基本、非并行使用。

基本模板扩展

首先，将以下作业模板下载到名为 job-tmpl.yaml 的文件中

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
        command: ["sh", "-c", "echo Processing item $ITEM && sleep 5"]
      restartPolicy: Never

与 *pod 模板*不同，我们的 *job 模板*不是 Kubernetes API 类型。它只是作业对象的 yaml 表示， YAML 文件有一些占位符，在使用它之前需要填充这些占位符。$ITEM 语法对 Kubernetes 没有意义。

在这个例子中，容器所做的唯一处理是 echo 一个字符串并休眠一段时间。 在真实的用例中，处理将是一些重要的计算，例如呈现电影的帧，或者处理数据库中的一系列行。例如，$ITEM 参数将指定帧号或行范围。

这个作业及其 Pod 模板有一个标签: jobgroup=jobexample。这个标签在系统中没有什么特别之处。 这个标签使得我们可以方便地同时操作组中的所有作业。 我们还将相同的标签放在 pod 模板上，这样我们就可以用一个命令检查这些作业的所有 pod。 创建作业之后，系统将添加更多的标签来区分一个作业的 pod 和另一个作业的 pod。 注意，标签键 jobgroup 对 Kubernetes 并无特殊含义。您可以选择自己的标签方案。

下一步，将模板展开到多个文件中，每个文件对应要处理的项。

# Expand files into a temporary directory
$ mkdir ./jobs
$ for i in apple banana cherry
do
  cat job-tmpl.yaml | sed "s/\$ITEM/$i/" > ./jobs/job-$i.yaml
done

检查是否工作正常：

$ ls jobs/
job-apple.yaml
job-banana.yaml
job-cherry.yaml

在这里，我们使用 sed 将字符串 $ITEM 替换为循环变量。 您可以使用任何类型的模板语言(jinja2, erb) 或编写程序来生成作业对象。

接下来，使用 kubectl 命令创建所有作业：

$ kubectl create -f ./jobs
job "process-item-apple" created
job "process-item-banana" created
job "process-item-cherry" created

现在，检查这些作业：

$ kubectl get jobs -l jobgroup=jobexample
NAME                  DESIRED   SUCCESSFUL   AGE
process-item-apple    1         1            31s
process-item-banana   1         1            31s
process-item-cherry   1         1            31s

在这里，我们使用 -l 选项选择属于这组作业的所有作业。(系统中可能还有其他不相关的工作，我们不想看到。)

我们可以检查 pod 以及使用同样地标签选择器：

$ kubectl get pods -l jobgroup=jobexample
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

没有一个命令可以一次检查所有作业的输出，但是循环遍历所有 pod 非常简单：

$ for p in $(kubectl get pods -l jobgroup=jobexample -o name)
do
  kubectl logs $p
done
Processing item apple
Processing item banana
Processing item cherry

多个模板参数

在第一个示例中，模板的每个实例都有一个参数，该参数也用作标签。 但是标签的键名在可包含的字符方面有一定的约束。

这个稍微复杂一点的示例使用 jinja2 板语言来生成我们的对象。 我们将使用一行 python 脚本将模板转换为文件。

首先，粘贴作业对象的以下模板到一个名为 job.yaml.jinja2 的文件中：

{%- set params = [{ "name": "apple", "url": "http://www.orangepippin.com/apples", },
                  { "name": "banana", "url": "https://en.wikipedia.org/wiki/Banana", },
                  { "name": "raspberry", "url": "https://www.raspberrypi.org/" }]
%}
{%- 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
        command: ["sh", "-c", "echo Processing URL {{ url }} && sleep 5"]
      restartPolicy: Never
---
{%- endfor %}

上面的模板使用 python dicts 列表（第1-4行）定义每个作业对象的参数。 然后 for 循环为每组参数（剩余行）生成一个作业 yaml 对象。 我们利用了多个 yaml 文档可以与 --- 分隔符连接的事实（倒数第二行）。 我们可以将输出直接传递给 kubectl 来创建对象。

如果您还没有 jinja2 包则需要安装它: pip install --user jinja2。 现在，使用这个一行 python 程序来展开模板:

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

输出可以保存到一个文件，像这样：

cat job.yaml.jinja2 | render_template > jobs.yaml

或直接发送到 kubectl，如下所示：

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

替代方案

如果您有大量作业对象，您可能会发现：

  • 即使使用标签，管理这么多作业对象也很麻烦。
  • 在一次创建所有作业时，您超过了资源配额，可是您也不希望以递增方式创建作业并等待其完成。
  • 同时创建的大量作业会使 Kubernetes apiserver、控制器或调度程序过载。

在这种情况下，您可以考虑 其他工作模式。

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