更高效准确的数据库内部任务调度实践，Apache Doris 内置 Job Scheduler 的实现与应用

在数据管理愈加精细化的需求背景下，定时调度在其中扮演着重要的角色。它通常被应用于以下场景：

• 定期数据更新，如周期性数据导入和 ETL 操作，减少人工干预，提高数据处理的效率和准确性。
• 结合 Catalog 实现外部数据源数据定期同步，确保多源数据高效、准确的整合到目标系统中，满足复杂的业务分析需求。
• 定期清理过期/无效数据，释放存储空间，避免过多过期/无效数据对系统性能产生影响。

在 Apache Doris 之前版本中，通常需要依赖于外部调度系统，如通过业务代码定时调度或者引入第三方调度工具、分布式调度平台来满足上述需求。然而，因受限于外部系统自身能力，可能无法满足 Doris 对调度策略及资源管理灵活性的要求。此外，如果外部调度系统出现故障，这不仅会增加业务风险，还需投入额外的运维时间和人力来应对。

引入 Job Scheduler

为解决上述问题，Apache Doris 在 2.1 版本中引入了 Job Scheduler 功能，实现了自主任务调度能力，调度的精准度可达到秒级。该功能的推出不仅保障了数据导入的完整性和一致性，更让用户能够灵活、便捷调整调度策略。同时，因减少了对外部系统的依赖，也降低了系统故障的风险和运维成本，为社区用户带来更加统一、可靠的使用体验。

Doris Job Scheduler 是一种基于预设计划运行的任务管理系统，能够在特定时间点或按照指定时间间隔触发预定义操作，实现任务的自动化执行。Job Scheduler 具备以下特点：

• 高效调度：Job Scheduler 可以在指定的时间间隔内安排任务和事件，确保数据处理的高效性。采用时间轮算法保证事件能够精准做到秒级触发。
• 灵活调度：Job Scheduler 提供了多种调度选项，如按 分、小时、天或周的间隔进行调度，同时支持一次性调度以及循环（周期）事件调度，并且周期调度也可以指定开始时间、结束时间。
• 事件池和高性能处理队列：Job Scheduler 采用 Disruptor 实现高性能的生产消费者模型，最大可能的避免任务执行过载。
• 调度记录可追溯：Job Scheduler 会存储最新的 Task 执行记录（可配置），通过简单的命令即可查看任务执行记录，确保过程可追溯。
• 高可用：依托于 Doris 自身的高可用机制，Job Schedule 可以很轻松的做到自恢复、高可用。

（具体实现原理可参考本文“设计与实现”章节介绍）

语法及示例

01 语法说明

一条有效的 Job 语句需包含以下内容：

• 关键字 CREATE JOB 需加作业名称，它在数据库中标识唯一事件。
• ON SCHEDULE 子句用于指定 Job 作业的类型、触发时间和频率。
  • AT timestamp 用于一次性事件。它指定 JOB 仅在给定的日期和时间执行一次，AT CURRENT_TIMESTAMP 指定当前日期和时间。因 JOB 一旦创建则会立即运行，也可用于异步任务创建。
  • EVERY：用于周期性作业，可指定作业的执行频率，关键字后需指定时间间隔（周、天、小时、分钟）。
    • Interval：用于指定作业执行频率。1 DAY 表示每天执行一次， 1 HOUR表示每小时执行一次， 1 MINUTE 表示每分钟执行一次， 1 WEEK 表示每周执行一次。
    • 子句EVERY包含可选 STARTS子句。STARTS后面为 timestamp 值，该值用于定义开始重复的时间，CURRENT_TIMESTAMP 用于指定当前日期和时间。JOB 一旦创建则会立即运行。
    • 子句EVERY包含可选 ENDS子句。ENDS 关键字后面为***timestamp*** 值，该值定义 JOB 事件停止运行的时间。
• DO 子句用于指定 Job 作业触发时所需执行的操作，目前仅支持 Insert 语句。

CREATE
    JOB
    job_name
    ON SCHEDULE schedule
    [COMMENT 'string']
    DO execute_sql;

schedule: {
    AT timestamp 
   | EVERY interval
    [STARTS timestamp ]
    [ENDS timestamp ]
}

interval:
    quantity { WEEK |DAY | HOUR | MINUTE
             }
            

下方为简单的示例：

CREATE JOB my_job ON SCHEDULE EVERY 1 MINUTE DO INSERT INTO db1.tbl1 SELECT * FROM db2.tbl2;

该语句表示创建一个名为 my_job 的作业，每分钟执行一次，执行的操作是将 db2.tbl2 中的数据导入到 db1.tbl1 中。

02 举例说明

创建一次性的 Job： 在 2025-01-01 00:00:00 时执行一次，将 db2.tbl2 中数据导入到 db1.tbl1 中。

CREATE JOB my_job ON SCHEDULE AT '2025-01-01 00:00:00' DO INSERT INTO db1.tbl1 SELECT * FROM db2.tbl2;

创建周期性的 Job，未指定结束时间： 在 22025-01-01 00:00:00 时开始每天执行 1 次，将 db2.tbl2 中数据导入到 db1.tbl1 中。

CREATE JOB my_job ON SCHEDULE EVERY 1 DAY STARTS '2025-01-01 00:00:00' DO INSERT INTO db1.tbl1 SELECT * FROM db2.tbl2 WHERE  create_time >=  days_add(now(),-1);

创建周期性的 Job，指定结束时间： 在 2025-01-01 00:00:00 时开始每天执行 1 次，将 db2.tbl2 中的数据导入到 db1.tbl1 中，在 2026-01-01 00:10:00 时结束。

CREATE JOB my_job ON SCHEDULER EVERY 1 DAY STARTS '2025-01-01 00:00:00' ENDS '2026-01-01 00:10:00' DO INSERT INTO db1.tbl1 SELECT * FROM db2.tbl2 create_time >=  days_add(now(),-1);

借助 Job 实现异步执行： 由于 Job 在 Doris 中是以同步任务的形式创建的，但其执行过程却是异步进行的，这一特性使得 Job 非常适合用于实现异步任务，例如常见的 insert into select 任务。

假设需要将db2.tbl2 中的数据导入到 db1.tbl1 中，这里只需要指定 JOB 为一次性任务，且开始时间设置为当前时间即可。

CREATE JOB my_job ON SCHEDULE AT current_timestamp DO INSERT INTO db1.tbl1 SELECT * FROM db2.tbl2;

基于 Catalog 与 Job Scheduler 的数据自动同步

以某电商场景为例，用户常常需要从 MySQL 中提取业务数据，并将这些数据同步到 Doris 中进行数据分析，从而支持精准的营销活动。而 Job Scheduler 可与数据湖能力 Multi Catalog 配合，高效完成跨数据源的定期数据同步

以上表为例，用户希望查询符合总消费金额、最后一次访问时间、性别、所在城市这几个数值条件的用户，并将满足条件的用户信息导入到 Doris 中，以便后续的定向推送。

1. 首先，创建一张 Doris 表

CREATE TABLE IF NOT EXISTS user_activity
(
    `user_id` LARGEINT NOT NULL COMMENT "用户id",
    `date` DATE NOT NULL COMMENT "数据灌入日期时间",
    `city` VARCHAR(20) COMMENT "用户所在城市",
    `age` SMALLINT COMMENT "用户年龄",
    `sex` TINYINT COMMENT "用户性别",
    `last_visit_date` DATETIME REPLACE DEFAULT "1970-01-01 00:00:00" COMMENT "用户最后一次访问时间",
    `cost` BIGINT SUM DEFAULT "0" COMMENT "用户总消费",
    `max_dwell_time` INT MAX DEFAULT "0" COMMENT "用户最大停留时间",
    `min_dwell_time` INT MIN DEFAULT "99999" COMMENT "用户最小停留时间"
)
AGGREGATE KEY(`user_id`, `date`, `city`, `age`, `sex`)
DISTRIBUTED BY HASH(`user_id`) BUCKETS 1
PROPERTIES (
"replication_allocation" = "tag.location.default: 1"
);

2. 其次，创建对应 MySQL 库的 Catalog

CREATE CATALOG activity PROPERTIES (
    "type"="jdbc",
    "user"="root",
    "jdbc_url" = "jdbc:mysql://127.0.0.1:9734/user?useSSL=false",
    "driver_url" = "mysql-connector-java-5.1.49.jar",
    "driver_class" = "com.mysql.jdbc.Driver"
);

3. 最后，将 MySQL 数据导入到 Doris 中。采用 Catalog + Insert Into 的方式来导入全量数据，由于全量导入操作可能会引发系统服务波动，通常选择在业务闲暇时进行操作。

• 一次性调度： 如下方代码所示，使用一次性任务来定时触发全量导入任务，触发时间为凌晨 3:00。

CREATE JOB one_time_load_job
ON SCHEDULE 
AT '2024-8-10 03:00:00'
DO
 INSERT INTO user_activity FROM SELECT * FROM activity.user.activity 
 

• 周期调度： 用户也可以创建一个周期性的调度任务，定期更新最新的数据。

CREATE JOB schedule_load
ON SCHEDULE EVERY 1 DAY
DO
 INSERT INTO user_activity FROM SELECT * FROM activity.user.activity where create_time >=  days_add(now(),-1)

​

设计与实现

高效的调度通常伴随着大量的资源消耗，高精度的调度更是如此。传统的实现方式是直接使用 Java 内置的定时调度能力——定时调度线程周期访问，或采用一些定时调度的工具类库，但其在精度以及内存占用上存在较大的问题。为更好保障性能的前提下降低资源的占用，我们选择 TimingWheel 算法与 Disruptor 结合，实现秒级别的任务调度。

具体来说，利用 Netty 的 HashedWheelTimer 实现时间轮算法，Job Manager 会周期性（默认十分钟）地将未来事件放入时间轮中调度。为了保证任务高效触发并避免资源过度占用，采用 Disruptor 构建单生产者多消费者模型。时间轮仅负责触发，并不直接执行任务。对于到期需触发的任务时，会将其放入 Diapatch 线程，由其负责将任务分发至相应的执行线程池，对于需立即执行的任务，则直接将其投递至相应的任务执行线程池中。

对于单次执行事件，将在调度完成后删除事件定义；对于周期性事件，时间轮中的系统事件将定期拉取下一个周期的执行任务。这样可以避免大量任务集中在一个 Bucket 中，减少无意义的遍历、提高处理效率。

而对于事务型任务，Job Scheduler 能够通过与事务的强关联以及事务回调机制，确保事务型任务的执行结果与预期一致，从而保证数据的完整性和一致性。

结束语

Doris Job Scheduler 是一款强大且灵活的任务调度工具，是数据处理中必不可少的功能之一。除了在数据湖分析、内部 ETL 等常见场景的应用外，Job Scheduler 对于异步物化视图的实现也起到关键的作用。异步物化视图是一个预先计算并存储的结果集，其数据更新的频率与源表的变动紧密相关。当源表数据更新频繁时，为确保物化视图中数据保持最新状态，就需要对物化视图定期刷新。因此在 2.1 版本中，我们巧妙地利用 JOB 定时调度功能，保障了物化视图与源表数据的一致性，大幅降低了人工干预的成本。

未来，Doris Job Scheduler 还会支持以下特性：

• 支持通过 UI 界面查看不同时段执行的任务分布情况。
• 支持 JOB 流程编排，即 DAG JOB。这意味着我们可以在内部实现数仓任务编排，与 Catalog 功能叠加将会更高效地完成数据处理和分析工作。
• 支持对导入任务、UPDATE、DELETE 操作进行定时调度。