K8s学习笔记(九) job与cronjob - 教程

在 Kubernetes 中，Job 和 CronJob 是专门用于处理 “任务型工作负载” 的资源对象：

Job 用于运行一次性任务（任务完成后自动结束，不会持续运行），比如数据备份、批量计算、初始化数据等。
CronJob 是定时任务的封装（基于时间调度的 Job），类似 Linux 的cron服务，用于周期性执行任务（如每天凌晨清理日志、每小时生成报表）。

1 Job：一次性任务的 “执行者”

Job 的核心目标是：确保任务 “成功完成”（即使节点故障，K8s 也会在其他节点重启任务）。任务完成后，Job 会保留历史 Pod（默认保留 1 个），方便查看执行结果。

1.1 Job 的核心属性（必懂）

定义 Job 时，需要明确 “任务如何执行”“执行多少次”“失败了怎么办”，关键属性如下：

属性名	作用	示例值
`spec.template`	任务的 Pod 模板（核心！Job 通过创建 Pod 来执行任务，和普通 Pod 定义类似）	包含`containers`、`image`等
`spec.completions`	任务需要 “成功完成” 的总次数（默认 1 次，适合批量任务）	`3`（需成功执行 3 次）
`spec.parallelism`	任务的 “并行度”（同时运行的 Pod 数量，默认 1）	`2`（同时跑 2 个 Pod）
`spec.restartPolicy`	容器失败后的重启策略（Job 只能用`OnFailure`或`Never`，不能用`Always`）	`OnFailure`（失败后重启容器）
`spec.backoffLimit`	任务失败的 “重试上限”（超过次数则 Job 标记为 Failed，默认 6 次）	`4`（最多重试 4 次）
`spec.activeDeadlineSeconds`	任务的 “超时时间”（超过这个时间，无论是否完成都会终止，单位秒）	`300`（5 分钟超时）

1.2 Job 示例：执行一次 “打印日期” 任务

创建一个简单的 Job，让 Pod 执行date命令（完成后自动退出），YAML 文件（job-demo.yaml）：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: date-job  # Job名称
spec:
completions: 1  # 成功完成1次即可
parallelism: 1  # 同时运行1个Pod
backoffLimit: 4  # 最多重试4次
template:
spec:
containers:
- name: date-container
image: busybox:1.35  # 轻量Linux镜像
command: ["date"]  # 执行date命令（输出当前时间后退出）
restartPolicy: OnFailure  # 容器失败时重启（如命令执行出错）

操作与查看：

# 创建Job
kubectl apply -f job-demo.yaml
# 查看Job状态（STATUS为Completed表示成功）
kubectl get job date-job
# 输出示例：
# NAME        COMPLETIONS   DURATION   AGE
# date-job    1/1           3s         10s
# 查看Job创建的Pod（名称格式：Job名-随机字符串）
kubectl get pods --selector=job-name=date-job  # 用标签筛选Job关联的Pod
# 输出示例：
# NAME              READY   STATUS      RESTARTS   AGE
# date-job-8f2x9    0/1     Completed   0          15s
# 查看Pod的执行结果（即date命令的输出）
kubectl logs date-job-8f2x9
# 输出示例：
# Fri Oct  2 12:34:56 UTC 2025

1.3 Job 的生命周期（从创建到结束）

创建阶段：Job 被提交后，K8s 根据parallelism创建对应数量的 Pod。
执行阶段：
- 若 Pod 成功退出（容器 exit code=0），则计数completions加 1；
- 若 Pod 失败（exit code≠0），根据restartPolicy决定是否重启（OnFailure重启容器，Never重新创建 Pod），直到达到backoffLimit或activeDeadlineSeconds。
结束阶段：当completions达到设定值，Job 状态变为Completed；若超过重试次数或超时，状态变为Failed。

2 CronJob：定时任务的 “调度器”

CronJob 本质是 “Job 的调度器”—— 通过时间表达式（类似 Linux 的cron）定期创建 Job，从而实现周期性任务。比如 “每天凌晨 2 点执行数据库备份”“每小时清理临时文件”。

2.1 CronJob 的核心属性（必懂）

CronJob 在 Job 的基础上增加了 “时间调度” 和 “任务并发控制” 的属性，关键配置如下：

属性名	作用	示例值
`spec.schedule`	定时调度表达式（核心！格式：`分时日月周`，和 Linux cron 一致）	`0 2 * * *`（每天凌晨 2 点）
`spec.jobTemplate`	要调度的 Job 模板（定义任务的具体内容，和 Job 的 spec 一致）	包含`completions`、`template`等
`spec.concurrencyPolicy`	并发策略（当新任务触发时，旧任务未完成如何处理）	`Allow`（允许并发，默认）、`Forbid`（禁止，跳过新任务）、`Replace`（替换，终止旧任务）
`spec.startingDeadlineSeconds`	任务的 “启动截止时间”（若因各种原因未按时启动，超过此时长则视为失败）	`300`（5 分钟内未启动则失败）
`spec.successfulJobsHistoryLimit`	保留 “成功 Job” 的历史记录数量（默认 3 个，超过自动删除）	`5`（保留 5 个成功记录）
`spec.failedJobsHistoryLimit`	保留 “失败 Job” 的历史记录数量（默认 1 个）	`2`（保留 2 个失败记录）

重点：`schedule`表达式格式（和 Linux cron 一致）

格式：分时日月周（5 个字段，空格分隔），支持通配符和特殊符号：

*：任意值（如* * * * *表示每分钟）；
,：枚举（如0 1,3 * * *表示每天 1 点和 3 点）；
-：范围（如0 9-17 * * 1-5表示工作日 9 点到 17 点每小时 0 分）；
/：步长（如*/10 * * * *表示每 10 分钟）；
@yearly/@monthly/@daily/@hourly：快捷方式（如@daily等价于0 0 * * *）。

2.2 CronJob 示例：每分钟打印当前时间

创建一个 CronJob，每分钟执行一次date命令（通过 Job 实现），YAML 文件（cronjob-demo.yaml）：

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
name: date-cronjob  # CronJob名称
spec:
schedule: "*/1 * * * *"  # 每分钟执行一次
concurrencyPolicy: Allow  # 允许并发（前一个未结束也可启动新的）
startingDeadlineSeconds: 10  # 10秒内未启动则视为失败
successfulJobsHistoryLimit: 2  # 保留2个成功Job记录
failedJobsHistoryLimit: 1  # 保留1个失败Job记录
jobTemplate:  # 要调度的Job模板
spec:
completions: 1
parallelism: 1
backoffLimit: 2
template:
spec:
containers:
- name: date-container
image: busybox:1.35
command: ["date"]
restartPolicy: OnFailure

操作与查看：

# 创建CronJob
kubectl apply -f cronjob-demo.yaml
# 查看CronJob状态
kubectl get cronjob date-cronjob
# 输出示例：
# NAME            SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGE
# date-cronjob    */1 * * * *   False     0        20s             1m
# 查看CronJob创建的Job（每触发一次生成一个Job）
kubectl get jobs --selector=controller-uid=$(kubectl get cronjob date-cronjob -o jsonpath='{.metadata.uid}')
# 输出示例（每分钟一个Job）：
# NAME                     COMPLETIONS   DURATION   AGE
# date-cronjob-28501560    1/1           2s         30s
# date-cronjob-28501561    1/1           2s         24s
# 查看最新Job的Pod日志（取最近的Job名称）
kubectl logs $(kubectl get pods --selector=job-name=date-cronjob-28501561 -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')
# 输出示例：
# Fri Oct  2 12:40:00 UTC 2025

2.3 CronJob 的生命周期（从调度到执行）

调度阶段：K8s 根据schedule表达式定期检查是否需要触发任务（默认每 10 秒检查一次）。
启动阶段：若到达调度时间，CronJob 会创建一个 Job；若因节点故障等原因未按时启动，超过startingDeadlineSeconds则本次调度失败。
执行阶段：新创建的 Job 按自身规则运行（同 Job 的生命周期），CronJob 会根据concurrencyPolicy处理并发任务。
清理阶段：当历史 Job 数量超过successfulJobsHistoryLimit或failedJobsHistoryLimit时，自动删除旧记录。

4 Job 与 CronJob 的核心区别

维度	Job	CronJob
任务类型	一次性任务（执行一次就结束）	定时任务（按时间周期重复执行）
触发方式	手动创建后立即执行	按`schedule`表达式自动触发
核心配置	`completions`、`parallelism`	`schedule`、`jobTemplate`、`concurrencyPolicy`
适用场景	数据备份（一次性）、初始化脚本	日志清理（每日）、报表生成（每小时）

5 常见问题与排错

Job 一直处于 Active 状态，不结束：
- 原因：Pod 内的容器没有退出（比如命令是tail -f /dev/null这类阻塞进程），导致completions无法达到设定值。
- 解决：检查容器命令是否会自动退出（exit code=0），或手动删除 Pod 强制结束（kubectl delete pod <pod-name>）。
CronJob 到时间了但没创建 Job：
- 原因 1：schedule表达式错误（比如61 * * * *，分钟不能超过 60）。
- 原因 2：startingDeadlineSeconds设置过小（比如调度检查延迟了 20 秒，但该值设为 10，导致视为失败）。
- 排错：kubectl describe cronjob <cronjob-name>，查看Events字段（如 “Error creating job: schedule is invalid”）。
CronJob 创建的 Job 太多，占用资源：
- 解决：减小successfulJobsHistoryLimit和failedJobsHistoryLimit（如设为 1），或定期清理旧 Job（kubectl delete jobs --field-selector status.successful=1）。
Job 的 Pod 反复重启，但一直失败：
- 原因：容器命令执行失败（exit code≠0），且restartPolicy=OnFailure导致不断重启。
- 解决：kubectl logs <pod-name>查看错误日志，修复命令；或调整backoffLimit限制重试次数。

6 总结

Job 是 “一次性任务” 的载体，核心是确保任务成功完成，适合临时执行的脚本、计算等。
CronJob 是 “定时任务” 的调度器，通过时间表达式周期性创建 Job，适合重复性任务。
关键是理解：Job 的completions/parallelism控制任务执行次数和并行度；CronJob 的schedule和concurrencyPolicy控制调度规则和并发行为。