一、简介
Saturn (定时任务调度系统)是唯品会自主研发的分布式的定时任务的调度平台，目标是取代传统的Linux Cron/Spring Batch Job/Quartz的方式，做到全域统一配置，统一监控，任务高可用以及分片。目前该平台己平稳运行1年，承载着唯品会核心系统的全部定时任务的调度，监控，配置，经受住了生产环境的各种考验。 开源版本系唯品会生产使用的saturn核心，去除了唯品会的认证，监控，告警系统等依赖，可独立部署安装使用。
二、Saturn 任务调度系统特性
（1）任务负荷，动态均衡
Saturn 给每个任务的每个分片一个负荷值，即权重。比如任务 A 每个分片的权重都是 30，任务 B每个分片的权重都是 10，在进行资源调度的时候，Saturn 可以根据分配给不同机器的总负荷值，来做一个均衡。比如说机器 1 的负荷值是 60，机器 2 的负荷值也是 60，虽然机器 1 只负责了两个任务分片，机器 2 却负责了四个任务分片，通过任务负荷来达到资源均衡的效果。
（2）优先列表
资源自动分配时存在一个问题，若任务非常重要如唯品会的双订单任务，或者订单处理的问题非常重要，这时机器应该如何处理？
对此唯品会引入了优先列表概念，开发和运维人员可以给某些任务分配一些优先运行的机器列表，当优先机器任务存在的时候，只会在这些机器运行，只有当这些机器全部不在了，任务才会被迁移到其他的机器上运行，满足订单部门提出的场景化需求。
（3）本地模式
有些情况下，任务的分配是不可预知的，比如唯品会在商品售卖前，会全量扫描在售商品图片，这个任务要进行大量的图片处理，这时通常就不会让这个任务跟其他任务共享资源。另外 Saturn 支持容器化，可以在高峰期自动扩展到 150 个节点去执行某个任务，然后在低谷期自动缩回到 20 个节点，这就是 Saturn 本地模式的一种场景。
三、唯品会任务调度系统探索与演进
唯品会任务调度系统也经过了长期的探索， 2012 年之前采用 Crond 服务，2014 年开始使用Quartz、 Spring Batch 和各团队的个性化方案，但会遇到任务没法监控，任务出问题了不知道和成本高昂等情况，因此唯品会在 2016 年开始实行全部定时任务，并统一到 Saturn 平台。
目前 Saturn 产生的价值是：有 66 个业务应用系统在使用，包括订单、支付、库存、用户、财务等售卖相关的核心系统，每天有 350 个执行节点执行任务，每天执行任务 2000 万多次，相当于网站的全部的流量。这表明 Saturn 并不是一个纸上谈兵的产品，它已经承受住了唯品会大规模使用场景的考验。
四、Saturn架构设计
术语定义
术语 | 解释 |
作业(Job)和作业分片 | 作业(Job)是可以独立运行的脚本(shell作业)或者具备某项功能的函数实现(java、消息作业)。作业可并发执行在多个执行节点(Executor)上，作业分片定义了作业并发执行的数量以及执行编号。比如作业分片为2，则表示作业最多可以并发执行在2个执行结点上，执行编号为0和1。作业分片调度指将作业分片指派给执行结点。比如A作业有5个分片（分片0，1，2，3，4），一共有两个执行结点E1和E2，将0，1，2指派给E1；3，4指派给E2。 |
Namespace | 域（saturn称之为Namespace)代表一组特定的执行结点和作业。作业必须而且只能属于某一个特定的域。一个域下通常有若干个执行结点（每个执行结点都运行在不同的独立的机器上），通过启动参数指定执行结点的-namespace将执行结点加入到某个域。执行结点必须而且只能属于某一个特定的域。域下的全部执行结点功能是对等的，域下的任何一下执行结点均有能力执行域下的全部作业，换言之，作业可以在域下任何一个执行结点执行。 |
组织名 | 每个namespace可以属于一个组织 |
Saturn | 定时任务调度系统 |
执行结点(Executor) | 执行结点(Executor)是调用并执行作业的程序。它通过定时(quartz)驱动来触发调用事件，并最终调用作业的执行入口(shell脚本或者函数实现)。执行结点只会处理指派给它的作业分片。 |
控制台(Console) | 统一配置界面，可以使用控制台来查看作业状态，执行结点状态和执行日志，添加、删除作业，修改作业属性。 |
系统逻辑架构
执行结点
负责作业的触发（定时），作业执行，结果上报，日志上报，告警上报，监控日志写入等功能。可独立运行在业务服务器，也可与业务代码运行在同一个JVM。 使用java开发，提供jar包和可运行的工程两种方式供业务方使用，是业务作业接入saturn最主要的组件。
控制台
负责作业的统一配置，包括作业添加、删除，作业属性配置，作业状态查看，执行日志查看，执行结点监控等功能。 控制台单独部署，提供WEB应用给全域共用，业务接入方根据申请的权限控制对应的业务作业。
作业分片调度器
Saturn的”大脑“，其基本功能是将作业分片指派到执行结点。通过调整分配算法和分配策略，可以将作业合理地安排到合适的执行结点，从而实现HA，负载均衡，动态扩容，作业隔离，资源隔离等治理功能。 作业分片调度器为后台程序，单独部署；它是公共资源，所有域共用同一套作业分片调度器。接入作业后，会自动接受作业分片调度器的调度。
五、Saturn部署
A 控制台console部署
准备工作
1安装zookeeper(>=3.4.6)jdk(>=1.7)并启动zookeeper
2 下载console包https://github.com/vipshop/Saturn/releases（建议下载源码包，自行编译，console项目是基于maven+springboot开发，可以直接打成jar包运行）
console部署
1 准备域配置json文件
域配置json文件用于定义saturn系统中的组织名，namespace，以及ZK的连接串，格式如下：
[
{
"nameAndNamespace":"/name/namespace",
"zkAddressList":"ip:port,ip:port,..."
}
]把它保存在某个路径，比如/apps/saturn/config/regcenter.json
2 配置环境变量
exportREG_CENTER_JSON_PATH=/apps/saturn/config/regcenter.json
3 启动saturn console
java -DSATURN_CONSOLE_LOG=/apps –jarsaturn-console-master-SNAPSHOT.jar &
注意，如果是在生产环境启动console，建议增加一些JVM启动参数：
for jdk1.7:
-Xmx2G -Xms2G -XX:PermSize=256m-XX:MaxPermSize=512m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent-Xloggc:${HOME}/gc_zk.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps-XX:ErrorFile=${HOME}/hs_err_%p.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError-XX:HeapDumpPath=${HOME}
for jdk1.8:
-Xmx2G -Xms2G -MetaspaceSize=256m-MaxMetaspaceSize=512m -XX:+UseConcMarkSweepGC-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -Xloggc:${HOME}/gc_zk.log -XX:+PrintGCDetails-XX:+PrintGCDateStamps -XX:ErrorFile=${HOME}/hs_err_%p.log-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=${HOME}
B executor部署
准备工作
1安装jdk(>=1.7)
2 下载executor包https://github.com/vipshop/Saturn/releases（建议下载源码包，自行编译）
executor部署
1 配置zookeeper链接地址环境变量
export VIP_SATURN_ZK_CONNECTION=zkip:21812 启动executor
chmod a+x bin/saturn-executor.sh
bin/saturn-executor.sh start -nsaturn-it.vip.com -e executor_001 -env dev
-n：本executor所属的域名，即namespace
-e: 本executor的唯一ID
-env: 运行模式，可取值为dev/product， dev模式下-Xmx为512m，product模式下-Xmx为2G
exeucutor启动之后，日志默认保存在/apps/logs/saturn/{namespace}/{executorname}-{ip}/目录下； 可以通过启动参数修改日志保存路径，具体参数为：
bin/saturn-executor.sh start -nsaturn-it.vip.com -e executor_001 -Dsaturn.log.dir=/apps/logs/otherdir
3 部署java作业
saturn executor启动时会扫描 saturn目录的同级目录下的app目录并加载这个目录下（含子目录)所有的jar包定义的类(关于这个原理，请参考Saturn架构文档 )，因此可以把开发好的jar包及其依赖包一起放在 app目录，目录结构如下：
可以通过 -d 参数来重新定义executor寻找作业实现类的路径，比如
bin/saturn-executor.sh start -nsaturn-it.vip.com -e executor_001 -d /apps/jobs
以上面的命令启动后，exeucutor会从/apps/jobs中寻找作业实现类。
C Saturn java 开发指引
https://github.com/vipshop/Saturn/wiki/saturn%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%8C%87%E5%BC%95%E4%B9%8Bjava
六、demo
1 环境准备
A 192.168.5.24 虚拟机 zookeeper（路径：/home/qq/zookeeper）
A 192.168.5.24 虚拟机 console
A 192.168.5.24 虚拟机 executor_001
B 172.17.30.35 物理机 executor_002
目录结构：
A
B
2 环境配置
A在/etc/profile文件末尾增加如下配置：
REG_CENTER_JSON_PATH=/home/qq/saturn/regcenter.json
VIP_SATURN_ZK_CONNECTION=192.168.5.24:2181
export REG_CENTER_JSON_PATH VIP_SATURN_ZK_CONNECTION
B在/etc/profile文件末尾增加如下配置：
REG_CENTER_JSON_PATH=/home/qzn/regcenter.json
VIP_SATURN_ZK_CONNECTION=192.168.5.24:2181
export REG_CENTER_JSON_PATHVIP_SATURN_ZK_CONNECTION
A、 B分别在对应的目录下创建regcenter.json文件，并写入如下内容：
[
{
"nameAndNamespace":"/demo/saturn-it.vip.com",
"zkAddressList":"192.168.5.24:2181"
}
]
3 启动console
首先在A机器启动zookeeper注册中心:
cd /home/qq/zookeeper/bin
./zkServer.sh start &
日志查看：tail -f zookeeper.out
然后在A机器启动console控制台:
cd /home/qq/saturn/
java -jarsaturn-console-master-SNAPSHOT.jar &
日志查看：tail -fSATURN_CONSOLE_LOG_IS_UNDEFINED/saturn.console
启动后可直接在浏览器中访问：http://192.168.5.24:9088/
4 启动executor_001（带有job）
首先将demo打成jar放到对应目录下（executor会自动扫描此目录下的相关job），如图：
然后启动executor_001:
cd/home/qq/saturn/saturn-executor-master-SNAPSHOT/saturn/
bin/saturn-executor.sh start -n saturn-it.vip.com -e executor_001 -env dev日志查看: tail -f /apps/logs/saturn/saturn-it.vip.com/executor_001-192.168.5.24/saturn-executor-log.log(executor日志)
tail -f/apps/logs/saturn/saturn-it.vip.com/executor_001-192.168.5.24/saturn-executor.log(job日志)
启动后查看控制台，已经有一个executor
5 启动executor_002（带有job）
与4类似
cd /home/qzn/saturn-executor-master-SNAPSHOT/saturn/
bin/saturn-executor.sh start -n saturn-it.vip.com -e
executor_002
-env dev
6 执行job
任务启动后，只有一个executor会运行job
关闭当前运行的executor，任务会在另一个executor运行 bin/saturn-executor.sh stop
禁用job后，job可以停止运行
Job并行执行
修改job设置并启用
每个executor执行一个分片
当停止一个executor时，job在另一个executor上会一次执行两个分片任务
优先executor执行
设置优先executor为executor_002，则job只会在002上执行
