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Swift:一个基于.NET Core的分布式批处理框架

发布时间:2019年3月30日 / 分类:DOTNET / 6,851 次浏览 / 评论

Swift

Swift是一个基于.NET Core的分布式批处理框架,支持将作业分割后分发到多台服务器并行处理,可成倍提升大量数据的处理速度。

GitHub地址:https://github.com/bosima/Swift

原理

Swift作业处理分为3步:分割作业、执行任务、合并结果。

Swift由多个成员节点组成集群,成员分为Manager和Worker,Manager负责分割作业和合并结果,Worker负责执行具体的任务。Manager同时只有一个,自动选举产生,集群工作需要至少2个节点,节点数>=3才有意义。

Swift通过启动子进程来处理作业,原则上可以支持各类语言开发的程序,目前仅实现了.NET Core作业的支持。

Swift依赖[Consul](https://www.consul.io/)管理集群节点,每台部署了Swift节点的机器都需要部署Consul。

Swift作业的元数据都保存在集中的配置中心,各个节点从配置中心拉取最新的配置用于处理作业,以及将自身的工作状态实时更新到配置中心。

Swfit使用

运行环境搭建

Swift基于.NET Core平台,可以运行在Windows、Linux、Mac等多种操作系统,动手能力强的同学可以在自己熟悉的环境手动部署。

不过使用docker可以快速创建一个Swift集群,省去下载、部署、配置等各种麻烦事,如果你的程序没有重度使用Consul,也可以考虑用于生产环境。

 1、docker

(1)使用解决方案中的Dockerfile生成Swift镜像:

docker build -t fireflysoft/swift:latest .

(2)启动Swift容器:

没有Consul集群的情况下,为了方便测试,支持通过参数 -consulboot 启动Consul Agent,使之作为Consul集群的Server和Leader。生产环境下为了数据安全,应该有专门的Consul Server节点。

docker run --name swift1 -d -p 9632:9632 fireflysoft/swift:latest -cluster=test -consulboot

参数 -cluster 指定了Swift集群的名称。这里同时将9632端口映射到了主机,这个是Swift管理界面程序的端口。

已经有Consul Server节点的情况下,这样启动容器:

docker run --name swift2 -d fireflysoft/swift:latest -cluster=test -consuljoinip=172.17.0.2

参数 -consuljoinip 指定了容器中的Consul节点要加入的Consul集群中的任意一个节点。

建议启动3个Swift容器,以方便进行测试。

2、手动部署

(1)部署Consul

这里只是大概说下Consul的部署,具体的使用或问题请网络搜索,也欢迎加入Consul交流群讨论(234939415)。

在这里下载Consul程序包:https://www.consul.io/downloads.html

然后编写节点[配置](https://www.consul.io/docs/agent/options.html),举个例子:集群dc1的192.168.0.2节点,它是一个server节点,通过节点192.168.0.3连接到集群,集群预料有3个Server节点。

{
"datacenter": "dc1",
"data_dir": "/usr/local/consul/data",
"node_name": "192.168.0.2",
"advertise_addr": "192.168.0.2",
"start_join": ["192.168.0.3"],
"rejoin_after_leave": true,
"server": true,
"bootstrap-expect":3,
"ui": true
}

然后使用命令启动这个节点:

consul agent -config-dir ./conf

测试环境1个Server节点就够了,生产环境建议启动3或5个Server节点。

(2)部署Swift

Swift当前有2个核心程序:节点程序(Swift)和管理界面程序(Swift.Management),前者是一个控制台程序,后者是一个Web程序。这两个程序部署起来很简单,需要注意当前机器上需要已经部署了Consul节点。

首先使用Visual Studio发布程序,然后部署到指定的目录,使用命令行启动。

启动节点程序:

dotnet /app/swift/Swift.dll -c swiftcluster

启动管理界面程序(只需要在其中1个机器部署即可):

dotnet /app/management/Swift.Management.dll --urls "http://0.0.0.0:9632"

用户可以通过管理界面查看集群节点,上传作业包,监控作业运行,下载作业结果,也可以很方便的运行作业和取消作业。

Swift节点建议不要少于3个,最少2个。

创建作业

VS解决方案中提供了一个作业的例子:Swift.DemoJob,可以参考来创建自己的作业。

 1、编写作业

用户首先需要按照Swift的规范编写作业处理程序,作业处理程序包括三部分:分割任务、执行任务、合并任务。
这三部分对应到程序中是三个方法,Swift规定了方法的名称和输入输出类型,用户实现内部逻辑即可。

 2、打包作业

打包作业处理程序首先需要编译程序,建议使用命令:

dotnet publish -c Release

然后附加一个名为job.json的作业配置文件,其中指定作业的名称、可执行文件名、计划执行时间等信息:

{
"Name": "DemoJob", // 作业名称
"FileName": "Swift.JobEntryPoint.dll", // 作业可执行文件,目前固定为.NET Core对应入口文件,不要改动
"ExeType": "dotnet", // 作业可执行文件类型,目前仅支持dotnet
"JobClassName": "Swift.DemoJob.dll,Swift.DemoJob.DemoJob", // 作业所在文件和类的全名称
"RunTimePlan": [ "10m" ], // 作业运行时间计划,可以指定多个
"TaskExecuteTimeout": 1440, // 单个任务执行超时时间,默认1440分钟
"MemberUnavailableThreshold": 10, // 节点不可用的认定阈值,默认10分钟
"JobSplitTimeout":120, // 作业分割超时时间,默认120分钟
"TaskResultCollectTimeout":120 // 任务结果合并超时时间,默认120分钟
}

运行时间计划格式说明:
– HH:mm 每天定时运行
– ddd HH:mm 每周定时运行
– MM-dd HH:mm 每月定时运行
– yyyy-MM-dd HH:mm 定时运行一次
– dH 每d小时执行一次
– dm 每m分钟执行一次

然后将这些全部打包到一个zip文件,文件名需要和job.json中的作业名称一致。

3、运行作业

将打包的zip文件通过Swift管理界面上传,稍等几秒钟,Swift会自动发现作业包,并分发到集群中。
现在你可以直接点击运行作业,也可以等待作业按照计划执行。

后记

批处理框架最有名的就是Hadoop全家桶了,功能完备,生态繁荣。虽然.NET下有从Java迁移过来的HDFS和Spark,不过.NET平台这方面的东西好像并不多,也许是孤陋寡闻,不过这也不是造轮子的唯一原因;Swift是雨燕,有快速敏捷的意思,也贴合分布式批处理的目的,于是使用了这个和苹果没有半毛钱关系的名字;18年夏秋胡乱写了一通,能跑起来,但是程序也经常莫名的中断,后来这个事情也中断了;今年春节后打算用1个月时间把它好好打磨下,用于生产环境,理想很丰满,中途遇到了很多问题,代码也写的比较丑陋,不过确实能稳定的运行了。

这个程序还很简单,代码写的也有些丑陋,还有很多设想没有实现,如有兴趣,欢迎Fork!

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