怎么做大数据工作流调度系统？大厂架构师一语点破！

去中心化设计的核心设计在于整个分布式系统中不存在一个区别于其他节点的”管理者”，因此不存在单点故障问题。但由于不存在” 管理者”节点所以每个节点都需要跟其他节点通信才得到必须要的机器信息，而分布式系统通信的不可靠行，则大大增加了上述功能的实现难度。

实际上，真正去中心化的分布式系统并不多见。反而动态中心化分布式系统正在不断涌出。在这种架构下，集群中的管理者是被动态选择出来的，而不是预置的，并且集群在发生故障的时候，集群的节点会自发的举行"会议"来选举新的"管理者"去主持工作。最典型的案例就是ZooKeeper及Go语言实现的Etcd。

EasyScheduler的去中心化是Master/Worker注册到Zookeeper中，实现Master集群和Worker集群无中心，并使用Zookeeper分布式锁来选举其中的一台Master或Worker为“管理者”来执行任务。

分布式锁实践

EasyScheduler使用ZooKeeper分布式锁来实现同一时刻只有一台Master执行Scheduler，或者只有一台Worker执行任务的提交。

获取分布式锁的核心流程算法如下

EasyScheduler中Scheduler线程分布式锁实现流程图：

线程不足循环等待问题

如果一个DAG中没有子流程，则如果Command中的数据条数大于线程池设置的阈值，则直接流程等待或失败。

如果一个大的DAG中嵌套了很多子流程，如下图则会产生“死等”状态：

上图中MainFlowThread等待SubFlowThread1结束，SubFlowThread1等待SubFlowThread2结束，SubFlowThread2等待SubFlowThread3结束，而SubFlowThread3等待线程池有新线程，则整个DAG流程不能结束，从而其中的线程也不能释放。这样就形成的子父流程循环等待的状态。此时除非启动新的Master来增加线程来打破这样的”僵局”，否则调度集群将不能再使用。

对于启动新Master来打破僵局，似乎有点差强人意，于是我们提出了以下三种方案来降低这种风险：

• 计算所有Master的线程总和，然后对每一个DAG需要计算其需要的线程数，也就是在DAG流程执行之前做预计算。因为是多Master线程池，所以总线程数不太可能实时获取。
• 对单Master线程池进行判断，如果线程池已经满了，则让线程直接失败。
• 增加一种资源不足的Command类型，如果线程池不足，则将主流程挂起。这样线程池就有了新的线程，可以让资源不足挂起的流程重新唤醒执行。

注意：Master Scheduler线程在获取Command的时候是FIFO的方式执行的。

于是我们选择了第三种方式来解决线程不足的问题。

容错设计

容错分为服务宕机容错和任务重试，服务宕机容错又分为Master容错和Worker容错两种情况：

宕机容错

服务容错设计依赖于ZooKeeper的Watcher机制，实现原理如图：

其中Master监控其他Master和Worker的目录，如果监听到remove事件，则会根据具体的业务逻辑进行流程实例容错或者任务实例容错。

Master容错流程图：

ZooKeeper Master容错完成之后则重新由EasyScheduler中Scheduler线程调度，遍历DAG 找到”正在运行”和“提交成功”的任务，对”正在运行”的任务监控其任务实例的状态，对”提交成功”的任务需要判断Task Queue中是否已经存在，如果存在则同样监控任务实例的状态，如果不存在则重新提交任务实例。

Worker容错流程图：

Master Scheduler线程一旦发现任务实例为” 需要容错”状态，则接管任务并进行重新提交。

注意：由于” 网络抖动”可能会使得节点短时间内失去和ZooKeeper的心跳，从而发生节点的remove事件。对于这种情况，我们使用最简单的方式，那就是节点一旦和ZooKeeper发生超时连接，则直接将Master或Worker服务停掉。

任务失败重试

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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