Concepts - Workload Management - CronJob

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什麼是 CronJob？

如果您熟悉 Linux 系統的 crontab，那麼您對 Kubernetes (K8s) 的 CronJob 就不會感到陌生。它的核心功能完全相同：在指定的時間排程上，週期性地執行一個任務。

在 K8s 的世界裡，CronJob 其實是在 Job 的基礎上，增加了一層「排程」的能力。它們的關係就像是「鬧鐘」：

• CronJob：您設定的「鬧鐘規則」（例如：每天早上七點響）。
• Job：當時鐘走到早上七點時，鬧鐘實際響起的那一次動作。CronJob Controller 會根據排程建立一個 Job 物件。
• Pod：Job 建立的、負責執行實際任務的 Pod，也就是鬧鐘響起時播放的鈴聲。

CronJob 非常適合用來執行週期性的維護或管理任務，例如：

• 每日資料庫備份
• 每週產生數據報告
• 定期清理過期的快取資料

CronJob 的核心設定

一個 CronJob 的 Manifest 主要由兩部分組成：排程 (schedule) 和 Job 模板 (jobTemplate)。

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apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: daily-backup
spec:
  # 1. 排程 (Schedule)
  schedule: "0 5 * * *" # 使用標準的 Crontab 格式，表示每天早上 5:00 執行
  
  # 2. Job 模板 (Job Template)
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: backup-agent
            image: my-backup-tool
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo "Starting daily backup..."
          restartPolicy: OnFailure
          
  # 3. 其他重要設定
  concurrencyPolicy: Forbid
  startingDeadlineSeconds: 120
  successfulJobsHistoryLimit: 3
  failedJobsHistoryLimit: 1

1. 排程 (.spec.schedule)

使用標準的 Crontab 格式來定義任務的執行週期。格式為：分 時 日 月 週。

2. Job 模板 (.spec.jobTemplate)

這部分定義了每次排程觸發時，要建立的 Job 物件的規格。其內容與一個獨立的 Job 物件的 .spec 完全相同。

3. 並行策略 (.spec.concurrencyPolicy)

這是一個非常重要的設定，它定義了當前一個任務尚未完成，下一個任務的排程時間又到了該如何處理。

  graph TD
    subgraph "時間軸"
        T1(Job 1 開始) --> T2(Job 1 執行中...)
        T2 -- "排程時間到!" --> T3(Job 2 觸發)
        T3 --> T4(Job 1 仍在執行...)
    end
    
    subgraph "Concurrency Policy"
        A[Allow (預設)] --> A1{同時運行 Job 1 和 Job 2}
        B[Forbid] --> B1{跳過 Job 2，等待 Job 1 完成}
        C[Replace] --> C1{終止 Job 1，啟動 Job 2}
    end

• Allow (預設)：允許並行運行多個 Job。
• Forbid：如果前一個 Job 還在運行，則跳過本次的執行。
• Replace：如果前一個 Job 還在運行，則會先終止舊的 Job，然後再啟動新的 Job。

對於備份這類不應並行執行的任務，通常會設定為 Forbid。

4. 其他重要設定

重要注意事項

• 冪等性：您的定時任務應該被設計為冪等的 (Idempotent)，也就是說，重複執行多次和只執行一次的效果應該是相同的。這可以防止因 concurrencyPolicy 或其他原因導致的重複執行產生非預期的後果。
• 資源消耗：CronJob 會在指定時間建立 Job，而 Job 會建立 Pod。請確保您的叢集有足夠的資源來應對這些週期性的負載高峰。

CronJob 為 K8s 提供了強大的自動化排程能力，將傳統的 crontab 與雲原生的工作負載管理無縫結合，是實現自動化維運不可或缺的工具。