长任务系统如何处理？

有时候我们会遇到一些长时间运行的任务，应该如何处理呢？可能你的第一回答是“使用异步任务”，没错，是需要使用异步任务， 但没有那么简单。常见的异步任务框架，针对的场景，大部分可能都是1分钟以内的任务，例如很多框架都会为任务设置一个超时时间。

而对于长时间运行的任务来说，很多地方是需要系统自己关心的，例如探活、实时输出信息、重试机制、排队等等。举几个常见的 场景：创建虚拟机、重度依赖AI进行分析，这些场景我们并不能简单的依赖框架，而必须要通过程序来保证可靠性。

API

  • API 除了需要做常规的权限检查之外，还需要在入队之前就确保当前队列没有超载，如果超载，则直接拒绝，这其实就是常见的“削峰”
  • 将任务的元信息保存到数据库，然后再发布任务，因为任务可能会使用到数据库，确保好这一个顺序可以避免因为时间先后导致的问题

Scheduler

  • 定期需要检查任务，例如常见的任务执行时间可能是10分钟，那么我们可以检查30分钟前开始，当前状态仍未RUNNING的任务，然后进行操作
  • 如果业务可以重试，那么需要考虑的是，在这么长时间之后，该任务是否仍然能够重试？通常对于长任务来说是不能的

Worker

  • 每次收到任务时，将任务的状态标记为RUNNING
  • 要把长任务中的任务，拆分为多个子任务，每一个子任务都需要标记状态、开始时间、结束时间等信息
  • 最好能抽象一套任务之间的依赖关系，让系统自动解决任务的依赖关系
  • 调整好任务重试的等待时间，通常对于长任务来说，任务重试等待时间越短越好，用户无法接受太长时间的等待；最好让重试的任务走一个高优先级的队列，或者无需排队等待的专有队列
  • 任务本身需要做好重试的处理，看是否能够在任务内就完成重试并且达到预期效果
  • 每个子任务完成之后，都要输出一些信息，追加一些log，这样用户可以看到当前的进度
  • 每个子任务完成之后，子任务所产生的信息、状态需要立即提交保存到数据库，避免丢失
  • 子任务要尽量设计为可重试的，状态要以数据库为准，对于核心状态信息，需要加锁确保准确更新
  • 任务完成后，将整个任务标记为DONE

监控与告警

本身对于异步任务来说，就难以观测程序的运行状态，对于长任务来说，更是如此。因此需要做好日志收集，打点操作，指标收集等工作， 同时加上告警规则，一旦发现告警，需要有工具能帮助我们快速定位问题以及观察当前运行状态。

常见的方案里，是使用OpenTracing做日志追踪和打点，Prometheus收集指标，Grafana做监控，AlertManager 做告警(或者Grafana也可以)。

需要监控的指标包含但不限于：

  • API的成功率、E2E平均执行时间、E2E P50/P90/P95执行时间
  • 业务的成功率、E2E平均执行时间、E2E P50/P90/P95执行时间
  • 任务的触发量、接受量、完成数、成功率、异常数量
  • 任务的平均执行时间、P50/P90/P95 执行时间
  • CPU 和 内存 使用量、使用率
  • 程序本身的重启次数、异常状态
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