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关于 Apache Ignite 中 Job 调度（Job Scheduling）与冲突控制（Collision Control）的机制说明

news 2025/8/2 22:40:42

这段内容是关于 Apache Ignite 中 Job 调度（Job Scheduling）与冲突控制（Collision Control） 的机制说明。我来为你逐段解析，帮助你深入理解其原理和使用方式。

🔍 一、核心概念：Job 调度与 CollisionSpi

在 Apache Ignite 中：

当一个分布式任务（ComputeTask）被提交后，它会被拆分成多个子任务（ComputeJob），这些子任务会被发送到不同的节点上执行。
在目标节点上，这些到达的 Job 并不会立即执行，而是先进入一个“待调度队列”。
然后由 线程池 来执行这些 Job。
但多个 Job 同时到达时，如何决定谁先执行、谁后执行？这就涉及到了 Job 调度顺序问题，也就是所谓的“碰撞处理”（Collision）。

✅ CollisionSpi（Collision SPI）就是 Ignite 提供的一个 服务提供接口（SPI），用于控制 Job 在本地节点上的调度顺序和并发执行策略。

🛠️ 二、Ignite 内置的 CollisionSpi 实现

Ignite 提供了三种主要的 CollisionSpi 实现：

1. `FifoQueueCollisionSpi` — 先进先出（FIFO）

行为：按照 Job 到达的顺序进行调度，即先进先出。
默认实现：如果你不配置任何 CollisionSpi，Ignite 就会使用这个。
多线程并行执行：虽然顺序是 FIFO，但可以有多个线程同时执行 Job。
关键参数：
```
<property name="parallelJobsNumber" value="5"/>
```
- 表示最多允许多少个 Job 并行执行。
- 默认值 = 2 × CPU 核心数

📌 示例中设置为 1，表示“一次只执行一个 Job”，实现真正的串行化处理。

<bean class="org.apache.ignite.configuration.IgniteConfiguration"><property name="collisionSpi"><bean class="org.apache.ignite.spi.collision.fifoqueue.FifoQueueCollisionSpi"><property name="parallelJobsNumber" value="1"/></bean></property>
</bean>

✅ 适用场景：需要保证任务按提交顺序执行，比如日志处理、事件流等。

2. `PriorityQueueCollisionSpi` — 优先级调度

行为：根据 Job 的优先级来决定执行顺序，高优先级 Job 优先执行。
使用 Java 的优先队列（PriorityQueue）实现。
仍然支持多线程并行执行（通过 parallelJobsNumber 控制）。

如何设置优先级？

通过在 ComputeTask 中，利用 @TaskSessionResource 注入任务会话，并设置属性 "grid.task.priority"：

public class MyUrgentTask extends ComputeTaskSplitAdapter<Object, Object> {@TaskSessionResourceprivate ComputeTaskSession taskSes;@Overrideprotected Collection<ComputeJob> split(int gridSize, Object arg) {// 设置该任务的优先级为 10（越高越优先）taskSes.setAttribute("grid.task.priority", 10);List<ComputeJob> jobs = new ArrayList<>(gridSize);for (int i = 1; i <= gridSize; i++) {jobs.add(new ComputeJobAdapter() {@Overridepublic Object execute() {// 你的业务逻辑return "Job executed";}});}return jobs;}@Overridepublic Object reduce(List<ComputeJobResult> results) {return null;}
}

⚠️ 注意：

所有属于该 Task 的 Job 都会继承这个优先级。
如果没有显式设置优先级，默认值是 0。
你可以用负数表示低优先级，正数表示高优先级。

📌 配置示例：

<property name="collisionSpi"><bean class="org.apache.ignite.spi.collision.priorityqueue.PriorityQueueCollisionSpi"><property name="parallelJobsNumber" value="5"/></bean>
</property>

✅ 适用场景：紧急任务（如报警处理）、VIP 用户请求、系统维护任务等需要快速响应的场景。

3. `JobStealingCollisionSpi`（你写成了 JobStealingFailoverSpi，可能是笔误）

正确名称：JobStealingCollisionSpi
功能：实现“工作窃取”（Work Stealing）算法。
原理：空闲的节点可以从负载较高的节点“偷”一些 Job 来执行，从而实现更均衡的负载分配。
特别适合动态负载环境或 Job 执行时间差异大的场景。

❗ 注意：JobStealingFailoverSpi 并不是标准的 CollisionSpi，你可能混淆了 Failover SPI（故障转移）和 Collision SPI。

✅ 正确配置方式类似：

<property name="collisionSpi"><bean class="org.apache.ignite.spi.collision.jobstealing.JobStealingCollisionSpi"><property name="waitTimeInMsWhenStealing" value="500"/></bean>
</property>

✅ 适用场景：异构集群、Job 耗时不均、追求高资源利用率。

⚙️ 三、如何启用特定的 CollisionSpi？

只需要在 IgniteConfiguration 中设置 collisionSpi 属性即可：

IgniteConfiguration cfg = new IgniteConfiguration();// 例如启用优先级调度
PriorityQueueCollisionSpi collisionSpi = new PriorityQueueCollisionSpi();
collisionSpi.setParallelJobsNumber(5);cfg.setCollisionSpi(collisionSpi);// 启动 Ignite 实例
Ignite ignite = Ignition.start(cfg);

或者使用 Spring XML 配置（如你提供的例子）。

🧠 四、总结对比表

SPI 实现	调度策略	是否可并行	典型用途
`FifoQueueCollisionSpi`	先进先出（FIFO）	是（可设线程数）	普通任务、顺序敏感任务
`PriorityQueueCollisionSpi`	按优先级排序	是	紧急任务、VIP 请求
`JobStealingCollisionSpi`	工作窃取（负载均衡）	是	动态负载、异构环境

💡 五、补充建议

不要混淆 SPI 类型：
- CollisionSpi：控制 Job 调度顺序。
- FailoverSpi：控制 Job 失败后是否重试、转移到其他节点。
- LoadBalancingSpi：部分功能与 JobStealing 相关。
性能调优建议：
- parallelJobsNumber 不宜过大，避免线程过多导致上下文切换开销。
- 优先级范围建议定义清晰（如 -10 到 +10），避免滥用高优先级。
监控支持：
- Ignite Visor 或 JMX 可以查看当前队列中的 Job 数量、等待时间等，有助于调优。