Модуль 2.4: Jobs та CronJobs

Складність: [QUICK] — Прості пакетні робочі навантаження

Час на проходження: 30-40 хвилин

Передумови: Модуль 2.1 (Поди)

Що ви зможете робити

Після цього модуля ви зможете:

Створити Jobs та CronJobs з відповідним паралелізмом, кількістю завершень та лімітами повторних спроб
Дебажити невдалі Jobs, перевіряючи логи подів, коди виходу та політики перезапуску
Налаштувати політики конкурентності CronJob та ліміти історії для продуктивного використання
Пояснити, коли використовувати Jobs замість Deployments та наслідки кожного варіанта для пакетних навантажень

Чому цей модуль важливий

Не всі робочі навантаження працюють безперервно. Деякі виконуються один раз і завершуються:

Міграції баз даних
Пакетна обробка
Генерація звітів
Операції резервного копіювання

Jobs обробляють одноразові завдання. CronJobs обробляють заплановані, повторювані завдання. Іспит CKA перевіряє створення Jobs із конкретними вимогами до завершення та пошук несправностей у невдалих Jobs.

Аналогія з менеджером завдань

Уявіть Jobs як завдання у списку справ. Job — це одне завдання: «Згенерувати щомісячний звіт». Коли виконано — ви відмічаєте його. CronJob — це повторюване завдання: «Генерувати щомісячний звіт 1-го числа кожного місяця». Менеджер завдань (Kubernetes) гарантує, що завдання виконається, повторить спробу у разі невдачі та відстежить завершення.

Що ви дізнаєтесь

До кінця цього модуля ви зможете:

Створювати Jobs для одноразових завдань
Налаштовувати паралелізм та кількість завершень
Обробляти збої та повторні спроби Jobs
Створювати CronJobs для запланованих завдань
Виконувати налагодження невдалих Jobs

Частина 1: Jobs

1.1 Що таке Job?

Job створює Поди, які працюють до завершення. На відміну від Deployments (які підтримують Поди працюючими постійно), Jobs очікують, що Поди успішно завершаться.

┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Життєвий цикл Job                            │
│                                                                 │
│   Job створено                                                  │
│       │                                                         │
│       ▼                                                         │
│   Під створено ──────────────────────────────────────────┐     │
│       │                                                  │     │
│       ▼                                                  │     │
│   Під працює                                             │     │
│       │                                                  │     │
│       ├───► Exit 0 (Успіх) ──► Job завершено            │     │
│       │                                                  │     │
│       └───► Exit ≠ 0 (Збій) ──► Повторити? ─────────────►┘     │
│                                  (залежно від backoffLimit)     │
│                                                                 │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

1.2 Створення Job

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi-calculation
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl
        command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never    # Обов'язково для Jobs
  backoffLimit: 4             # Повторити до 4 разів у разі збою

# Створити job імперативно
kubectl create job pi --image=perl -- perl -Mbignum=bpi -wle "print bpi(100)"

# Згенерувати YAML
kubectl create job pi --image=perl --dry-run=client -o yaml -- perl -Mbignum=bpi -wle "print bpi(100)"

1.3 Команди для Job

# Список jobs
kubectl get jobs

# Спостерігати за прогресом job
kubectl get jobs -w

# Опис job
kubectl describe job pi-calculation

# Отримати логи job
kubectl logs job/pi-calculation

# Видалити job (також видаляє Поди)
kubectl delete job pi-calculation

1.4 Політика перезапуску

Jobs потребують або Never, або OnFailure:

Політика	Поведінка
`Never`	Створити новий Під у разі збою
`OnFailure`	Перезапустити контейнер у тому самому Поді у разі збою

spec:
  template:
    spec:
      restartPolicy: Never      # Новий Під на кожен збій
      # restartPolicy: OnFailure  # Перезапуск того самого Поду

Чи знали ви?

З restartPolicy: Never невдалі спроби створюють нові Поди. З backoffLimit рівним 4, ви можете побачити 5 Подів (1 оригінальний + 4 повторні спроби). З OnFailure ви бачите менше Подів, оскільки контейнери перезапускаються на місці.

Частина 2: Завершення та паралелізм Jobs

2.1 Запуск з кількома завершеннями

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: batch-job
spec:
  completions: 5          # Job вважається успішним, коли 5 Подів завершаться успішно
  parallelism: 2          # Запускати 2 Поди одночасно
  template:
    spec:
      containers:
      - name: worker
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo Processing item; sleep 5"]
      restartPolicy: Never

2.2 Шаблони паралелізму

Шаблон	completions	parallelism	Поведінка
Один Під	1 (за замовчуванням)	1 (за замовчуванням)	Один Під працює до завершення
Фіксовані завершення	N	M	M Подів працюють паралельно, поки N не завершаться успішно
Черга роботи	не задано	N	N Подів працюють, поки один не завершиться успішно

┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│              Completions=5, Parallelism=2                       │
│                                                                 │
│   Час ──────────────────────────────────────────────────►      │
│                                                                 │
│   Слот 1: [Під 1 ✓] [Під 3 ✓] [Під 5 ✓]                       │
│   Слот 2: [Під 2 ✓] [Під 4 ✓]                                  │
│                                                                 │
│   2 Поди працюють одночасно, поки не досягнуто 5 завершень     │
│                                                                 │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

2.3 Приклади

# Запустити 10 завдань, 3 одночасно
kubectl create job batch --image=busybox -- sh -c "echo done; sleep 2"
kubectl patch job batch -p '{"spec":{"completions":10,"parallelism":3}}'

# Або створити з YAML
cat << 'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: parallel-job
spec:
  completions: 10
  parallelism: 3
  template:
    spec:
      containers:
      - name: worker
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo Task complete; sleep 2"]
      restartPolicy: Never
EOF

# Спостерігати за прогресом
kubectl get jobs parallel-job -w

Частина 3: Обробка збоїв Job

3.1 backoffLimit

Контролює кількість повторних спроб:

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: failing-job
spec:
  backoffLimit: 3           # Повторити 3 рази, потім — збій
  template:
    spec:
      containers:
      - name: fail
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "exit 1"]  # Завжди завершується збоєм
      restartPolicy: Never

3.2 activeDeadlineSeconds

Максимальний час виконання job:

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: timeout-job
spec:
  activeDeadlineSeconds: 60    # Зупинити job через 60 секунд
  template:
    spec:
      containers:
      - name: long-task
        image: busybox
        command: ["sleep", "120"]  # Намагається працювати 2 хвилини
      restartPolicy: Never

3.3 Перевірка статусу Job

# Статус job
kubectl get job myjob
# NAME    COMPLETIONS   DURATION   AGE
# myjob   3/5           2m         5m

# Детальний статус
kubectl describe job myjob | grep -A5 "Pods Statuses"

# Перевірити невдалі Поди
kubectl get pods -l job-name=myjob --field-selector=status.phase=Failed

Частина 4: CronJobs

4.1 Що таке CronJob?

CronJob створює Jobs за розкладом, подібно до cron у Linux.

┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        CronJob                                  │
│                                                                 │
│   Розклад: "0 * * * *" (щогодини)                              │
│                                                                 │
│   1:00 ──► Створює Job ──► Створює Під ──► Завершено          │
│   2:00 ──► Створює Job ──► Створює Під ──► Завершено          │
│   3:00 ──► Створює Job ──► Створює Під ──► Завершено          │
│   ...                                                           │
│                                                                 │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

4.2 Синтаксис розкладу cron

┌───────────── хвилина (0 - 59)
│ ┌───────────── година (0 - 23)
│ │ ┌───────────── день місяця (1 - 31)
│ │ │ ┌───────────── місяць (1 - 12)
│ │ │ │ ┌───────────── день тижня (0 - 6) (Неділя = 0)
│ │ │ │ │
* * * * *

Розклад	Опис
`* * * * *`	Щохвилини
`0 * * * *`	Щогодини
`0 0 * * *`	Щодня опівночі
`0 0 * * 0`	Щонеділі опівночі
`/5 * * *`	Кожні 5 хвилин
`0 9-17 * * 1-5`	Щогодини з 9 до 17, Пн-Пт

4.3 Створення CronJob

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: backup
spec:
  schedule: "0 2 * * *"           # Щодня о 2:00
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: backup
            image: busybox
            command: ["sh", "-c", "echo Backup started; sleep 10; echo Backup done"]
          restartPolicy: OnFailure
  successfulJobsHistoryLimit: 3   # Зберігати 3 записи успішних jobs
  failedJobsHistoryLimit: 1       # Зберігати 1 запис невдалого job

# Створити CronJob імперативно
kubectl create cronjob backup --image=busybox --schedule="0 2 * * *" -- sh -c "echo Backup done"

# Згенерувати YAML
kubectl create cronjob backup --image=busybox --schedule="*/5 * * * *" --dry-run=client -o yaml -- echo "hello"

4.4 Команди для CronJob

# Список CronJobs
kubectl get cronjobs
kubectl get cj           # Скорочена форма

# Опис
kubectl describe cronjob backup

# Вручну запустити job з CronJob
kubectl create job --from=cronjob/backup backup-manual

# Призупинити CronJob
kubectl patch cronjob backup -p '{"spec":{"suspend":true}}'

# Відновити CronJob
kubectl patch cronjob backup -p '{"spec":{"suspend":false}}'

# Видалити CronJob (також видаляє створені Jobs)
kubectl delete cronjob backup

4.5 Політика паралельності CronJob

spec:
  concurrencyPolicy: Allow    # За замовчуванням — дозволити одночасні jobs
  # concurrencyPolicy: Forbid   # Пропустити, якщо попередній ще працює
  # concurrencyPolicy: Replace  # Зупинити попередній, запустити новий

Політика	Поведінка
`Allow`	Кілька Jobs можуть працювати одночасно
`Forbid`	Пропустити новий Job, якщо попередній ще працює
`Replace`	Зупинити поточний Job, запустити новий

Порада до іспиту

Для запланованих завдань резервного копіювання використовуйте concurrencyPolicy: Forbid, щоб запобігти перекриттю запусків. Для швидких завдань, які не повинні перекриватися, Replace може бути кращим варіантом.

Частина 5: Налагодження Jobs

5.1 Типові проблеми з Jobs

Проблема	Симптом	Команда для діагностики
Помилка завантаження образу	Під у стані ImagePullBackOff	`kubectl describe pod <pod>`
Збій команди	Job не завершується	`kubectl logs job/<job-name>`
Тайм-аут	Job зупинено	Перевірте `activeDeadlineSeconds`
Забагато повторних спроб	Кілька невдалих Подів	Перевірте `backoffLimit`

5.2 Робочий процес налагодження

# 1. Перевірити статус job
kubectl get job myjob
kubectl describe job myjob

# 2. Знайти Поди, створені job
kubectl get pods -l job-name=myjob

# 3. Перевірити логи Подів
kubectl logs <pod-name>
kubectl logs job/myjob  # Автоматично обирає Під

# 4. Якщо ще працює, зайти в Під
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/sh

# 5. Перевірити події
kubectl get events --field-selector involvedObject.name=myjob

Чи знали ви?

Jobs не видаляються автоматично за замовчуванням. Встановіть ttlSecondsAfterFinished для автоматичного очищення завершених Jobs.
Часовий пояс CronJob базується на часовому поясі controller-manager (зазвичай UTC). Плануйте розклади відповідно.
Поди Jobs залишаються після завершення для перевірки логів. Видаліть Job, щоб очистити Поди.
Indexed Jobs (Kubernetes 1.21+) призначають унікальні індекси Подам для шаблонів паралельної обробки.

Типові помилки

Помилка	Проблема	Рішення
Використання `restartPolicy: Always`	Job ніколи не завершується	Використовуйте `Never` або `OnFailure`
Відсутній backoffLimit	Нескінченні повторні спроби	Встановіть відповідний `backoffLimit`
Неправильний синтаксис cron	Job ніколи не запускається	Перевірте на crontab.guru
Не перевірено логи	Невідома причина збою	Завжди перевіряйте `kubectl logs job/name`
Перекриття CronJob	Конкуренція за ресурси	Встановіть `concurrencyPolicy: Forbid`

Тест

Які параметри restartPolicy допустимі для Jobs?

Відповідь
`Never` або `OnFailure`. `Always` недопустимий для Jobs, оскільки Jobs очікують, що Поди завершаться.
Job має completions: 5 та parallelism: 2. Що відбувається?

Відповідь
Job запускає 2 Поди паралельно. Коли Поди успішно завершуються, запускаються нові Поди, поки не буде досягнуто 5 загальних успішних завершень.
Як вручну запустити CronJob?

Відповідь
`kubectl create job --from=cronjob/ `
Це одразу створює Job із шаблону CronJob.
Що робить concurrencyPolicy: Forbid?

Відповідь
Якщо попередній Job від CronJob ще працює, коли настає час нового запланованого запуску, новий Job повністю пропускається.

Практична вправа

Завдання: Створити Jobs та CronJobs, обробити збої.

Кроки:

Створити простий Job:

kubectl create job hello --image=busybox -- echo "Hello from job"
kubectl get jobs
kubectl logs job/hello
kubectl delete job hello

Створити Job з кількома завершеннями:

cat << 'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: batch-processor
spec:
  completions: 5
  parallelism: 2
  template:
    spec:
      containers:
      - name: processor
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo Processing $(hostname); sleep 3"]
      restartPolicy: Never
EOF

kubectl get jobs batch-processor -w  # Спостерігати за завершеннями
kubectl get pods -l job-name=batch-processor
kubectl delete job batch-processor

Створити Job, що завершується збоєм:

cat << 'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: failing-job
spec:
  backoffLimit: 2
  template:
    spec:
      containers:
      - name: fail
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo 'About to fail'; exit 1"]
      restartPolicy: Never
EOF

kubectl get jobs failing-job -w
kubectl get pods -l job-name=failing-job  # Кілька невдалих Подів
kubectl logs job/failing-job
kubectl delete job failing-job

Створити CronJob:

kubectl create cronjob minute-job --image=busybox --schedule="*/1 * * * *" -- date

# Зачекати, поки виконається
sleep 70
kubectl get cronjobs
kubectl get jobs
kubectl logs job/<job-name>  # Використайте фактичну назву job

kubectl delete cronjob minute-job

Вручну запустити CronJob:

kubectl create cronjob backup --image=busybox --schedule="0 0 * * *" -- echo "backup"

# Запустити вручну
kubectl create job --from=cronjob/backup backup-now
kubectl get jobs
kubectl logs job/backup-now

kubectl delete cronjob backup
kubectl delete job backup-now

Критерії успіху:

Вмієте створювати Jobs імперативно та декларативно
Розумієте completions та parallelism
Вмієте налагоджувати невдалі Jobs
Вмієте створювати CronJobs
Вмієте вручну запускати CronJobs

Практичні вправи

Вправа 1: Швидкісний тест створення Job (Ціль: 2 хвилини)

# Створити job
kubectl create job quick --image=busybox -- echo "done"

# Зачекати завершення
kubectl wait --for=condition=complete job/quick --timeout=60s

# Перевірити логи
kubectl logs job/quick

# Очищення
kubectl delete job quick

Вправа 2: Паралельний Job (Ціль: 3 хвилини)

cat << 'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: parallel
spec:
  completions: 6
  parallelism: 3
  template:
    spec:
      containers:
      - name: worker
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo Pod: $HOSTNAME; sleep 5"]
      restartPolicy: Never
EOF

# Спостерігати
kubectl get pods -l job-name=parallel -w &
kubectl get job parallel -w &
sleep 30
kill %1 %2 2>/dev/null

# Очищення
kubectl delete job parallel

Вправа 3: Job із тайм-аутом (Ціль: 3 хвилини)

cat << 'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: timeout-test
spec:
  activeDeadlineSeconds: 10
  template:
    spec:
      containers:
      - name: long-task
        image: busybox
        command: ["sleep", "60"]
      restartPolicy: Never
EOF

# Спостерігати за тайм-аутом job
kubectl get job timeout-test -w &
sleep 15
kill %1 2>/dev/null

# Перевірити статус
kubectl describe job timeout-test | grep -A3 "Conditions"

# Очищення
kubectl delete job timeout-test

Вправа 4: Створення CronJob (Ціль: 2 хвилини)

# Створити CronJob
kubectl create cronjob every-minute --image=busybox --schedule="*/1 * * * *" -- date

# Перевірити
kubectl get cronjob every-minute

# Зачекати першого запуску
sleep 70

# Перевірити створені jobs
kubectl get jobs -l job-name

# Очищення
kubectl delete cronjob every-minute

Вправа 5: Ручний запуск CronJob (Ціль: 2 хвилини)

# Створити CronJob (не запуститься найближчим часом)
kubectl create cronjob daily --image=busybox --schedule="0 0 * * *" -- echo "daily task"

# Запустити вручну
kubectl create job --from=cronjob/daily daily-manual-run

# Перевірити
kubectl get jobs
kubectl logs job/daily-manual-run

# Очищення
kubectl delete cronjob daily
kubectl delete job daily-manual-run

Вправа 6: Пошук несправностей у невдалому Job (Ціль: 5 хвилин)

# Створити навмисно зламаний job
cat << 'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: broken
spec:
  backoffLimit: 2
  template:
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "cat /nonexistent/file"]
      restartPolicy: Never
EOF

# Діагностика
kubectl get job broken
kubectl get pods -l job-name=broken
kubectl describe job broken
kubectl logs job/broken

# Відповідь: Яка помилка? Як би ви її виправили?

# Очищення
kubectl delete job broken

Вправа 7: Завдання — Повний робочий процес Job

Створіть Job, який:

Виконує 4 завершення, 2 одночасно
Кожен Під виводить своє ім’я хоста та чекає 3 секунди
Має ліміт повторних спроб 2
Автоматично видаляється через 60 секунд

# ВАШЕ ЗАВДАННЯ: Створіть цей Job

Відповідь

cat << 'EOF' | kubectl apply -f -
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: challenge-job
spec:
  completions: 4
  parallelism: 2
  backoffLimit: 2
  ttlSecondsAfterFinished: 60
  template:
    spec:
      containers:
      - name: worker
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo $HOSTNAME; sleep 3"]
      restartPolicy: Never
EOF

kubectl get job challenge-job -w

Наступний модуль

Модуль 2.5: Управління ресурсами — Requests, limits та класи QoS.