如何快速在 Apache DolphinScheduler 新扩展一个任务插件？

作者 | 代立冬
编辑 | Debra Chen
Apache DolphinScheduler 是现代数据工作流编排平台，具有非常强大的可视化能力，DolphinScheduler 致力于使数据工程师、分析师、数据科学家等数据工作者都可以简单轻松地搭建各种数据工作流，让数据处理流程更简单可靠。
DolphinScheduler 非常易于使用(easy to use)，目前有四种创建工作流的方法：

• 在 UI 界面上直接通过拖放任务的方式来创建任务
  
• PyDolphinScheduler，通过 Python API 创建工作流，也就是 workflow as code 的方式
  
• 编写 yaml 文件，通过 yaml 创建工作流（目前必须安装 PyDolphinScheduler）
  
• 通过 Open API 的方式来创建工作流
  

以上 4 种总有一种方式适合您的场景！
得益于 DolphinScheduler 采用无中心化的整体架构设计，使得 DolphinScheduler 调度性能也是同类开源数据工作流编排平台的 5 倍以上，如果您正有这样的性能问题或者调度延时问题，也不妨试试 DolphinScheduler。

DolphinScheduler界面
好的，接下来言归正题，有不少用户想在 DolphinScheduler 扩展新的任务插件支持(比如添加 Kettle)，DolphinScheduler 的任务插件体系是基于 SPI 来进行任务插件扩展的。
什么是 SPI 服务发现？

SPI 是 Service Provider Interface 的缩写，是一种常见的服务提供发现机制，比如知名的 OLAP 引擎 Presto 也是使用 SPI 来扩展的。在 java.util.ServiceLoader 的文档里有比较详细的介绍，其抽象的概念是指动态加载某个服务实现。
比如 java.sql.Driver 接口，不同厂商可以针对同一接口做出不同的实现，比如 MySQL 和 PostgreSQL 都有不同的实现提供给用户，而 Java 的 SPI 机制可以为某个接口寻找服务实现。Java 中 SPI 机制主要思想是将装配的控制权移到程序之外，在模块化设计中这个机制尤其重要，其核心思想就是解耦。
SPI 整体机制图如下：

SPI 机制中有 4 个重要的组件 ：

• 服务接口 Service Interface
  
• 服务接口实现：不同的服务提供方可以提供一个或多个实现；框架或者系统本身也可以提供默认的实现
  
• 提供者注册 API（Provider Registration API），这是提供者用来注册实现的
  
• 服务访问 API (Service Access API) ，这是调用方用来获取服务的实例的接口
  

Apache DolphinScheduler 从 2.0 版本开始引入 SPI。将 Apache DolphinScheduler 的 Task 看成一个执行服务，而我们需要根据使用者的选择去执行不同的服务，如果没有的服务，则需要我们自己扩充，我们只需要完成我们的 Task 具体实现逻辑，然后遵守 SPI 的规则，编译成 Jar 并上传到指定目录，就可以使用我们自己编写的 Task 插件来执行具体的任务了。
谁在使用它?

除了前面提到的 Presto 外，还有以下技术都使用到 SPI 技术：
1、Apache DolphinScheduler

• Task
  
• Datasource
  

2、Apache Flink

• Flink sql connector，用户实现了一个 Flink-connector 后，Flink 也是通过 SPI 来动态加载的
  

3、SpringBoot

• Spring boot spi
  

4、JDBC

• JDBC4 也基于 SPI 的机制来发现驱动提供商了，可以通过META-INF/services/java.sql.Driver 文件里指定实现类的方式来暴露驱动提供者
  

5、更多

• common-logging
  

DolphinScheduler SPI工作流程


如上图，Apache DolphinScheduler 中有 2 种 Task : 逻辑 Task 和物理 Task，逻辑 Task 指 Dependent Task，Switch Task 这种控制工作流逻辑的任务插件；物理 Task 是指 Shell Task，SQL Task ，Spark Task ，Python Task 等这种执行具体任务的 Task。
在 Apache DolphinScheduler 中，我们一般扩充的都是物理 Task，物理 Task 都是由 Worker 来调用并执行的，当启动 Worker 服务时，Worker 会来加载相应的实现了规则的 Task lib，HiveTask 被 Apache DolphinScheduler TaskPluginManage 加载了。SPI 的规则图上也有描述，也可以参考 java.util.ServiceLoader 类。
如何扩展一个任务插件？

创建 Maven 项目

1. mvn archetype:generate \
2.     -DarchetypeGroupId=org.apache.dolphinscheduler \
3.     -DarchetypeArtifactId=dolphinscheduler-hive-client-task \
4.     -DarchetypeVersion=1.10.0 \
5.     -DgroupId=org.apache.dolphinscheduler \
6.     -DartifactId=dolphinscheduler-hive-client-task \
7.     -Dversion=0.1 \
8.     -Dpackage=org.apache.dolphinscheduler \
9.     -DinteractiveMode=false

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Maven 依赖

1. org.apache.dolphinscheduler
2.      dolphinscheduler-spi
3.      ${dolphinscheduler.lib.version}
4.      ${common.lib.scope}
9.      org.apache.dolphinscheduler
10.      dolphinscheduler-task-api
11.      ${dolphinscheduler.lib.version}
12.      ${common.lib.scope}

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创建 Task 通道工厂(TaskChannelFactory)

org.apache.dolphinscheduler.spi.task.TaskChannel
插件实现以上接口即可。主要包含创建任务（任务初始化，任务运行等方法）、任务取消，如果是 yarn 任务，则需要实现 org.apache.dolphinscheduler.plugin.task.api.AbstractYarnTask。
我们在 dolphinscheduler-task-api 模块提供了所有任务对外访问的 API，而 dolphinscheduler-spi 模块则是 spi 通用代码库，定义了所有的插件模块，比如告警模块，注册中心模块等，你可以详细阅读查看。
首先我们需要创建任务服务的工厂，其主要作用是帮助构建 TaskChannel 以及 TaskPlugin 参数，同时给出该任务的唯一标识，ChannelFactory 在 Apache DolphinScheduler 的 Task 服务组中，其作用属于是在任务组中的承上启下，交互前后端以及帮助 Worker 构建 TaskChannel。

1. package org.apache.dolphinscheduler.plugin.task.hive;
2. import org.apache.dolphinscheduler.spi.params.base.PluginParams;
3. import org.apache.dolphinscheduler.spi.task.TaskChannel;
4. import org.apache.dolphinscheduler.spi.task.TaskChannelFactory;
5. import java.util.List;
6. public class HiveClientTaskChannelFactory implements TaskChannelFactory {
7.     /**
8.     * Create task channel, execute task through this channel
9.      * @return task channel
10.      */
11.     @Override
12.     public TaskChannel create() {
13.         return new HiveCliTaskChannel();
14.     }
15.     /**
16.     * Returns the global unique identifier of this task
17.      * @return task name
18.      */
19.     @Override
20.     public String getName() {
21.         return "HIVECLI";
22.     }
23.     /**
24.     * Parameters required for front-end pages
25.      * @return
26.      */
27.     @Override
28.     public List getParams() {
29.         return null;
30.     }
31. }

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创建 TaskChannel

有了工厂之后，我们会根据工厂创建出 TaskChannel，TaskChannel 包含如下两个方法，一个是取消，一个是创建，目前不需要关注取消，主要关注创建任务。

1.    void cancelApplication(boolean status);
2.     /**
3.      * 构建可执行任务
4.      */
5.     AbstractTask createTask(TaskRequest taskRequest);
6.     public class HiveClientTaskChannel implements TaskChannel {
7.     @Override
8.     public void cancelApplication(boolean b) {
9.         //do nothing
10.     }
11.     @Override
12.     public AbstractTask createTask(TaskRequest taskRequest) {
13.         return new HiveClientTask(taskRequest);
14.     }
15. }

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构建 Task 实现

通过 TaskChannel 我们得到了可执行的物理 Task，但是我们需要给当前 Task 添加相应的实现，才能够让Apache DolphinScheduler 去执行你的任务，首先在编写 Task 之前我们需要先了解一下 Task 之间的关系：

通过上图我们可以看到，基于 Yarn 执行任务的 Task 都会去继承 AbstractYarnTask，不需要经过 Yarn 执行的都会去直接继承 AbstractTaskExecutor，主要是包含一个 AppID，以及 CanalApplication setMainJar 之类的方法，想知道的小伙伴可以自己去深入研究一下，如上可知我们实现的 HiveClient 就需要继承 AbstractYarnTask，在构建 Task 之前，我们需要构建一下适配 HiveClient 的 Parameters 对象用来反序列化JsonParam。

1. package com.jegger.dolphinscheduler.plugin.task.hive;
2. import org.apache.dolphinscheduler.spi.task.AbstractParameters;
3. import org.apache.dolphinscheduler.spi.task.ResourceInfo;
4. import java.util.List;
5. public class HiveClientParameters extends AbstractParameters {
6.     /**
7.      * 用HiveClient执行,最简单的方式就是将所有SQL全部贴进去即可,所以我们只需要一个SQL参数
8.      */
9.     private String sql;
10.     public String getSql() {
11.         return sql;
12.     }
13.     public void setSql(String sql) {
14.         this.sql = sql;
15.     }
16.     @Override
17.     public boolean checkParameters() {
18.         return sql != null;
19.     }
20.     @Override
21.     public List getResourceFilesList() {
22.         return null;
23.     }
24. }

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实现了 Parameters 对象之后，我们具体实现 Task，例子中的实现比较简单，就是将用户的参数写入到文件中，通过 Hive -f 去执行任务。

1. package org.apache.dolphinscheduler.plugin.task.hive;
2. import org.apache.dolphinscheduler.plugin.task.api.AbstractYarnTask;
3. import org.apache.dolphinscheduler.spi.task.AbstractParameters;
4. import org.apache.dolphinscheduler.spi.task.request.TaskRequest;
5. import org.apache.dolphinscheduler.spi.utils.JSONUtils;
6. import java.io.BufferedWriter;
7. import java.io.IOException;
8. import java.nio.charset.StandardCharsets;
9. import java.nio.file.Files;
10. import java.nio.file.Path;
11. import java.nio.file.Paths;
12. public class HiveClientTask extends AbstractYarnTask {
13.     /**
14.      * hive client parameters
15.      */
16.     private HiveClientParameters hiveClientParameters;
17.     /**
18.      * taskExecutionContext
19.      */
20.     private final TaskRequest taskExecutionContext;
21.     public HiveClientTask(TaskRequest taskRequest) {
22.         super(taskRequest);
23.         this.taskExecutionContext = taskRequest;
24.     }
25.     /**
26.      * task init method
27.      */
28.     @Override
29.     public void init() {
30.         logger.info("hive client task param is {}", JSONUtils.toJsonString(taskExecutionContext));
31.         this.hiveClientParameters = JSONUtils.parseObject(taskExecutionContext.getTaskParams(), HiveClientParameters.class);
32.         if (this.hiveClientParameters != null && !hiveClientParameters.checkParameters()) {
33.             throw new RuntimeException("hive client task params is not valid");
34.         }
35.     }
36.     /**
37.      * build task execution command
38.      *
39.      * @return task execution command or null
40.      */
41.     @Override
42.     protected String buildCommand() {
43.         String filePath = getFilePath();
44.         if (writeExecutionContentToFile(filePath)) {
45.             return "hive -f " + filePath;
46.         }
47.         return null;
48.     }
49.     /**
50.      * get hive sql write path
51.      *
52.      * @return file write path
53.      */
54.     private String getFilePath() {
55.         return String.format("%s/hive-%s-%s.sql", this.taskExecutionContext.getExecutePath(), this.taskExecutionContext.getTaskName(), this.taskExecutionContext.getTaskInstanceId());
56.     }
57.     @Override
58.     protected void setMainJarName() {
59.         //do nothing
60.     }
61.     /**
62.      * write hive sql to filepath
63.      *
64.      * @param filePath file path
65.      * @return write success?
66.      */
67.     private boolean writeExecutionContentToFile(String filePath) {
68.         Path path = Paths.get(filePath);
69.         try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(path, StandardCharsets.UTF_8)) {
70.             writer.write(this.hiveClientParameters.getSql());
71.             logger.info("file:" + filePath + "write success.");
72.             return true;
73.         } catch (IOException e) {
74.             logger.error("file:" + filePath + "write failed.please path auth.");
75.             e.printStackTrace();
76.             return false;
77.         }
78.     }
79.     @Override
80.     public AbstractParameters getParameters() {
81.         return this.hiveClientParameters;
82.     }
83. }

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遵守 SPI 规则

1. # 1,Resource下创建META-INF/services文件夹,创建接口全类名相同的文件
2. zhang@xiaozhang resources % tree ./
3. ./
4. └── META-INF
5.     └── services
6.         └── org.apache.dolphinscheduler.spi.task.TaskChannelFactory
7. # 2,在文件中写入实现类的全限定类名
8. zhang@xiaozhang resources % more META-INF/services/org.apache.dolphinscheduler.spi.task.TaskChannelFactory
9. org.apache.dolphinscheduler.plugin.task.hive.HiveClientTaskChannelFactory

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打包和部署

1. ## 1,打包
2. mvn clean install
3. ## 2,部署
4. cp ./target/dolphinscheduler-task-hiveclient-1.0.jar $DOLPHINSCHEDULER_HOME/lib/
5. ## 3,restart dolphinscheduler server

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以上操作完成后，我们查看 worker 日志 tail -200f $Apache DolphinScheduler_HOME/log/Apache DolphinScheduler-worker.log

Apache DolphinScheduler 的插件开发就到此完成~涉及到前端的修改可以参考：
Apache DolphinScheduler-ui/src/js/conf/home/pages/dag/_source/formModel/

• NOTICE：目前任务插件的前端还没有实现，因此你需要单独实现插件对应的前端页面。
  

TaskChannelFactory 继承自 PrioritySPI，这意味着你可以设置插件的优先级，当你有两个插件同名时，你可以通过重写 getIdentify 方法来自定义优先级。高优先级的插件会被加载，但是如果你有两个同名且优先级相同的插件，加载插件时服务器会抛出 IllegalArgumentException。
如果任务插件存在类冲突，你可以采用 Shade-Relocating Classes(https://maven.apache.org/plugins/maven-shade-plugin/)来解决这种问题。
如果您有兴趣试试 Apache DolphinScheduler ，欢迎微信添加小助手 Leonard-ds 或加入 DolphinScheduler Slack: https://s.apache.org/dolphinscheduler-slack, 我将免费全力支持您!

• 参考:
  
  
  
  • 极速开发扩充 Apache DolphinScheduler Task 类型 | 实用教程
    
  • https://blog.csdn.net/s1293678392/article/details/120048318
    
  
  

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